콜먼-와인버그 모형

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색
양자장론
Feynmann Diagram Gluon Radiation.svg
파인먼 도형의 예
(전자양전자쌍소멸로 인한 중간자 생성)
대칭
시공간 병진 대칭 · 로런츠 대칭 · 푸앵카레 대칭 · 등각 대칭
이산 대칭 전하 켤레 대칭 (C) · 반전성 (P) · 시간 역전 대칭 (T)
기타 게이지 대칭 · 초대칭
대칭 깨짐 자발 대칭 깨짐 · 골드스톤 보손 · 힉스 메커니즘 · 변칙
도구
기본 개념 전파 인자 · 윅 정리 (표준 순서) · LSZ 축약 공식 · 상관 함수
양자화 정준 양자화 · 경로 적분
산란 이론 산란 행렬 · 만델스탐 변수
섭동 이론 파인먼 도형 · 질량 껍질 · 가상 입자
조절
재규격화
파울리-빌라르 조절 · 차원 조절 · 최소뺄셈방식 · 재규격화군 · 유효 이론 (유효 작용)
게이지 이론 공변미분 · 파데예프-포포프 유령 · BRST 대칭 · 워드-다카하시 항등식
이론
장난감 모형 사승 상호작용 · 콜먼-와인버그 모형 · 시그마 모형 · 베스-추미노 모형
게이지 이론 양자 전기역학 · 양-밀스 이론 · 양자 색역학 · 전기·약 이론 · 표준 모형
대통일 이론 대통일 이론 · 페체이-퀸 이론 · 시소 메커니즘 · 최소 초대칭 표준 모형 · 테크니컬러
학자
초기 학자 위그너 · 마요라나 · 바일
전자기력 디랙 · 슈윙거 · 도모나가 · 파인먼 · 다이슨
강한 상호작용 유카와 · 겔만 · 그로스 · 폴리처 · 윌첵
약한 상호작용 양전닝 · 리정다오 · 난부 · 글래쇼 · 살람 · 와인버그 · 고바야시 · 마스카와 · 힉스 · 앙글레르
재규격화 펠트만 · 엇호프트 · 윌슨
v  d  e  h

양자장론에서, 콜먼 와인버그 모형 (영어: Coleman–Weinberg model)은 복사보정으로 인하여 자발 대칭 깨짐이 일어나는 스칼라 양자 전기역학 모형이다.

역사[편집]

시드니 콜먼에릭 와인버그 (Erick J. Weinberg)가 원래 표준 모형계층 문제를 해결하기 위하여 도입하였다.[1] 표준 모형에서는 전약력 자발 대칭 깨짐 눈금이 플랑크 눈금에 비하여 매우 작다. 그러나 표준 모형은 자발 대칭 깨짐 눈금의 크기를 낮출 수 있는 아무런 대칭이 없다. 시드니 콜먼에릭 와인버그는 아예 대칭 자발 대칭 깨짐 눈금이 정확히 0이고, 실제 자발 대칭 깨짐은 양자요동에 인한 것이라고 제안하였다. 이를 보이기 위하여, 콜먼과 와인버그는 스칼라 양자 전기역학의 경우 이와 같은 현상이 일어날 수 있다는 사실을 보였다. 이를 콜먼-와인버그 모형이라고 한다.

표준 모형에 이 메커니즘을 적용하면 힉스 보손 및 Z보존의 대략적인 질량을 예측할 수 있다.

m_H\lesssim 10\text{ GeV}
m_t\lesssim m_Z

그러나 이 예측은 실험적으로 반증되었다. 따라서, 전약력 대칭은 콜먼-와인버그 메커니즘으로 깨지지 않는다.

구성[편집]

콜먼-와인버그 모형은 우선 스칼라 양자 전기역학라그랑지언으로부터 시작한다.

\mathcal L = -\frac14 F^2 + (D\phi)^2 - m^2 \phi^2 - \frac{\lambda}{6} \phi^4

여기서 제곱 질량 m^2을 음수로 잡으면 자발 대칭 깨짐이 생긴다. 여기에 양자 요동으로 인한 유효 퍼텐셜을 계산한 후 제곱 질량을 0으로 극한을 잡으면, 원래 자발 대칭 깨짐을 일으킨 항이 사라져도 자발 대칭 깨짐은 남는다. 즉, m^2의 값에 따라 일차 상전이가 존재한다.

콜먼-와인버그 모형은 3차원의 긴즈부르크-란다우 이론을 4차원으로 옯긴 것이다.

참고 문헌[편집]

  1. (영어) Coleman, S., E. Weinberg (1973년). Radiative corrections as the origin of spontaneous symmetry breaking. 《Physical Review D》 7: 1888. doi:10.1103/PhysRevD.7.1888. Bibcode1973PhRvD...7.1888C.
  • Michael Tinkham (2004). 《Introduction to Superconductivity》, 2판, Dover Publications. ISBN 0-486-43503-2