電弱統一理論

電弱統一理論【英語】　unified electro-weak theory

diàn ruò tǒng yī lǐ lùn

電弱統一理論把弱作用和電磁作用統一成為同一種相互作用的不同表現形式，這種相互作用稱為電弱相互作用。光子作為規範場的量子，靜質量為零，自旋為1。20 世紀50年代末在弱作用宇稱不守恆基礎上發展了弱作用的中間玻色子理論，認為弱作用通過交換中間玻色子W±而傳遞，其自旋為1，帶正電或負電，由於弱作用是短程力，因此質量很大。這一理論的缺點是不可重正化來消除其中的發散困難，其根源來自弱作用交換的粒子具有很大的質量。量子電動力學可重正化是一個突出的優點，促使人們想到是否可用規範場來描述弱作用。然而中間玻色子具有相當大的質量與規範場量子的靜質量為零是一個矛盾。60年代提出對稱性自發破缺概念，對稱性的自發破缺使得規範場的量子獲得了質量。1968年S.溫伯格、A.薩拉姆在S.L.格拉肖電弱統一模型的基礎上建立了電弱統一的完善理論，理論中認為電磁作用和弱作用是統一的相互作用。其中須引入4種規範場，有4種規範粒子，一種是光子，靜質量為零，傳遞電磁作用；另外三種粒子W±、Z0質量都不等於零，分別帶正電、負電和中性不帶電，它們傳遞弱作用。電弱統一理論預言的中間玻色子W±、Z0的質量於1983年的實驗得到證實。關於中性弱流的預言也被多次實驗所證實。電弱統一理論已經是一個得到實驗相當嚴格檢驗的科學理論。