전기·약 작용

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Feynmann Diagram Gluon Radiation.svg
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(전자양전자쌍소멸로 인한 중간자 생성)
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v  d  e  h

양자장론에서, 전기·약 작용(electroweak interaction) 또는 전약력(電弱力)은 높은 에너지에서 약한 상호작용전자기력이 하나로 통합하여 만드는 이다. 낮은 에너지에서는 약전자기 대칭이 저절로 깨지면서 약력과 전자기력이 분리한다.

라그랑지언[편집]

대칭이 깨지기 전[편집]

약전자기력의 라그랑지언대칭이 깨지기 전에 네 부분으로 나뉜다.

\mathcal{L}_{E-W} = \mathcal{L}_g + \mathcal{L}_f + \mathcal{L}_H + \mathcal{L}_y

g항은 게이지 장을 나타낸다. 약전자기력의 게이지 군은 SU(2)×SU(1)이므로, SU(2)에 해당하는 세 게이지 보손 W와 SU(1)에 해당하는 하나의 게이지 보손 B가 있다. SU(2)는 비가환군이므로, W보존 사이의 상호작용을 포함한다.

\mathcal{L}_g = -\frac{1}{4g^2}W_a^{\mu\nu}W_{\mu\nu}^a - \frac{1}{4g'{}^2}B^{\mu\nu}B_{\mu\nu}

f항은 페르미온을 나타낸다. 최소 커플링을 통해, 페르미온은 게이지 보손과 상호작용한다.

\mathcal{L}_f =   \overline{q}_i iD\!\!\!\!/\; q_i+ \overline{u}_i^c iD\!\!\!\!/\; u^c_i+ \overline{d}_i^c iD\!\!\!\!/\; d^c_i+ \overline{l}_i iD\!\!\!\!/\; l_i+ \overline{e}^c_i iD\!\!\!\!/\; e^c_i

H항은 힉스 장 h를 나타낸다.

\mathcal{L}_H = |D_\mu h|^2 + \frac{1}{4} \lambda (|h|^2 - v^2)^2

y항은 유카와 상호작용으로, 힉스 메커니즘을 거치면 페르미온의 질량을 나타낸다.

\mathcal{L}_y =  y_{u\, ij} \,h\, q_i u_j^c + y_{d\, ij}\, h^\dagger\, q_i d^c_j + y_{e\,ij} \,h^\dagger\, l_i e^c_j

이 네 항중, 아직 g항과 f항만 실험적으로 확인하였고, 나머지 두 항은 확실하지 않다.

참고 문헌[편집]