elektrosvak teori

Teorien for elektrosvak vekselvirkning blir formulert som en justér-symmetrisk kvantefeltteori. Dette betyr at teorien er symmetrisk under visse matematiske transformasjoner (se justérteori). Alle felta for de fundamentale fermionene (leptoner og kvarker) splittes opp i en høgrehendt og en venstrehendt del. Fysisk svarer dette til partikler med spinn forover og bakover i forhold til bevegelsesretninga.

De venstrehendte fermionene organiseres i par, dubletter, mens de høgrehendte er singletter. For eksempel vil elektron-nøytrinoet \(\nu_e \) som bare har en venstrehendt del dersom nøytrinoet ikke har masse, og den venstrehendte delen av elektronet utgjøre et slikt par. En slik oppsplitting bryter speilings-(paritets-) symmetri (det er kjent at speilingssymmetri er brutt i svak vekselvirkning). Denne konstruksjonen har en viss analogi med isospinn-begrepet som er brukt i sterk vekselvirkning (kjernefysikk), der protonet og nøytronet utgjør en isospinndublett, det vil si de kan betraktes som to forskjellige tilstander av én partikkel, nukleonet. I den justérsymmetriske versjonen av elektrosvak teori framstår både fermionene og justérbosonene masseløse.

Teorien inneholder også en dublett av såkalte higgsbosonfelt. Justérsymmetrien brytes ved at én komponent i higgsdubletten antas å ha en verdi i vakuum som er forskjellig fra null. (Felt som representerer fysiske partikler har ingen vakuumverdi.) Etter dette symmetribruddet framstår fermionene (eventuelt med unntak av nøytrinoene) og tre av justérbosonene (Z, W⁺, W^–) som massive partikler mens ett (fotonet) forblir masseløst. Når higgsfeltet har gitt masse til partiklene, skal det ifølge teorien bli tilbake ett nøytralt higgsboson.

I 2012 annonserte CERN at higgsbosonet var eksperimentelt påvist ved ATLAS og CMS-eksperimentene ved LHC-maskinen (Large Hadron Collider). En fant at higgsbosonet har masse på ca. 133 protonmasser.

• elementærpartikkelfysikk