《粒子物理学教学讲义》8.4 - 电弱统一理论.pdf

第4节 电弱统一理论 1, 对称性自发破缺 2, 质量获得 1.电弱统一理论的历史 n  1961，Glashow出SU(2)xU(1) 电弱统一模型 n  1967年和1968年Weinberg和Salam把这个理论建立在规范 场理论的基础上, n  并引入对称性自发破缺的机理，Higgs机制。推出有中性流。 n  1971，72年，t’Hooft和Veltman （1999诺贝尔奖）等人证 明了这个理论是可重整化的． n  在把这个理论推广到包括夸克时，遇到了如何不出现奇异 数改变弱中性流的问题． 46 2 1970年，Glashow、Iliopoulos、Maiani出了夸克混 合的机理，解决了这个困难．(GIM机理)，预言了 有第4味—粲夸克的存在，和粲夸克的质量 n  1973年，Kobayashi和Maskawa又把这种混合机理推广到3 代夸克的情形-2008诺贝尔奖 n  1973年，发现中性流的存在。 n  1974年，丁肇中、Richter发现了粲夸克(J/Ψ) 2 n  1978年，9个实验测到的Weinberg角sin θW都一样 n  1979年Nobel Prize 给了Glashow, Weinberg和Salam n  1983年，W 、Z被发现，1984年Nobel Prize 又给了CERN 的实验物理学家：Rubbia, Meer 46 3 SU(2) × U(1) 选择的规范对称群是 L Y n  引入弱同位旋二重态符号 左手场 ν ν ν e ⎛ e ⎞ µ ⎛ µ ⎞ τ ⎛ τ ⎞ ΨL = ⎜ ⎟ ΨL = ⎜ ⎟ ΨL = ⎜ ⎟ y = −1 ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ e ⎠L ⎝ µ ⎠L ⎝ τ ⎠L 右手场 eR µR τ R y = −2 其中 1 1 eL = (1−γ 5 )e eR = (1+γ 5 )e 2 2 46 4 电弱统一理论所包含的基本粒子场 1 2 3 n  W ，W ，W ，属于SU(2)规范场 n  B0 属于U(1)规范场 n  这些规范玻色子的质量为零，自旋为1．由于质量 为零，自由粒子只能以光速运动， n  其自旋沿运动方向的投影只能是1或一1，亦即只有 2个独立自旋分量． 46