Спонтанное нарушение симметрии


Теория поляЭлектромагнитное взаимодействиеСлабое взаимодействиеСильное взаимодействиеКвантовая механикаСТООТОКалибровочная инвариантность

Симметрия в квантовой механикеC-симмметрияP-симметрияT-симметрияТрансляционная симметрияВременная трансляционная симметрия[en]Вращательная симметрияЛоренц-ковариантностьГруппа ПуанкареКалибровочная симметрияЯвное нарушение симметрии[en]Спонтанное нарушение симметрииТеория Янга — МиллсаЗарядТопологический заряд

Аномалия[uk]CrossingЭффективная теория поляВакуумное среднееДухи Фаддеева — ПоповаДиаграммы ФейнманаLattice gauge theoryLSZ reduction formulaPartition functionПропагаторКвантованиеРегуляризацияПеренормировкаВакуумТеорема ВикаТеорема Вайтмана

Топологическая квантовая теория поля[en]Теория струнСуперсимметрияTechnicolorТеория всегоКвантовая гравитация

Спонта́нное наруше́ние симме́три́и — способ нарушения симметрии физической системы, при котором исходное состояние и уравнения движения системы инвариантны относительно некоторых преобразований симметрии, но в процессе эволюции система переходит в состояние, для которого инвариантность относительно некоторых (в том числе всех) преобразований начальной симметрии нарушается. Спонтанное нарушение симметрии всегда связано с вырождением состояния с минимальной энергией, называемого вакуумом. Множество всех вакуумов имеет начальную симметрию, однако каждый вакуум в отдельности — нет. Например, шарик в жёлобе с двумя ямами скатывается из неустойчивого симметричного состояния в устойчивое состояние с минимальной энергией либо влево, либо вправо, разрушая при этом симметрию относительно изменения левого на правое (операция инверсии).

Спонтанное нарушение симметрии происходит (псевдо) случайным образом и обусловлено флуктуациями. Это явление чрезвычайно распространено в природе. Множество разнообразных примеров спонтанного нарушения симметрии можно привести в классической механике[⇨]. Однако если в механике спонтанное нарушение симметрии имеет скорее описательное значение, в квантовой теории поля это основной принцип, обеспечивающий генерацию масс калибровочных бозонов. Более того, в квантовой теории поля, построив эффективные лагранжианы, некоторые мезоны можно отождествить с соответствующими голдстоуновскими (псевдоголдстоуновскими) бозонами. Ниже в качестве примера π-мезон рассмотрен как голдстоуновский бозон при нарушении некоторой симметрии квантовой хромодинамики с безмассовыми кварками[⇨]. Вещество в определённой термодинамической фазе также можно рассматривать как квантовое поле с соответствующей симметрией. Тогда спонтанное нарушение симметрии представляется как фазовый переход[⇨].