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素粒子 · Spontaneous Symmetry Breaking

自発的対称性の破れ

物理法則自体は対称であるのに、系の最も安定な状態（基底状態）がその対称性を持たないために、結果として対称性が破れて見える現象。強磁性体の自発磁化が典型例である。素粒子物理では真空がこの状態にあるとされ、ヒッグス機構による素粒子の質量獲得や、南部・ゴールドストーン粒子の出現を説明する基礎概念となっている。

分野: 素粒子
英語名: Spontaneous Symmetry Breaking
主要な貢献者: 南部陽一郎 / ジェフリー・ゴールドストーン

関連エントリ

物理概念ヒッグス機構ゲージ対称性を保ったまま素粒子に質量を与える仕組み。空間全体を満たすヒッグス場が真空で対称性を自発的に破る値を持ち、そこと相互作用することで素粒子が質量を獲得する。弱い力を媒介するWボソンやZボソンの大きな質量を説明する。理論が予言したヒッグス粒子は2012年にLHCで発見され、標準模型の検証を完成させた。物理概念標準模型物質を構成する基本粒子と、重力を除く電磁気力・弱い力・強い力という三つの相互作用を記述する素粒子物理学の基礎理論。クォークとレプトン、それらの間に力を媒介するゲージボソン、質量の起源となるヒッグス粒子からなる。多くの実験で極めて高精度に検証されているが、重力やダークマター、ニュートリノ質量の起源などは説明できない。物理概念大統一理論標準模型の電磁気力・弱い力・強い力の三つの相互作用を、より高いエネルギーで一つの力として統一的に記述しようとする理論の総称。高エネルギーでこれらの結合定数が一点に収束することが動機となっている。陽子崩壊や磁気単極子の存在を予言するものが多いが、予言される陽子崩壊はまだ観測されておらず、検証は今後の課題である。