Физический энциклопедический словарь - спонтанное нарушениесимметрии

Примером С. н. с. может служить простая механич. модель: абсолютно

716

симметричная относительно оси бутылка с выпуклым дном (рис.), в к-рую строго по оси падает шарик. Условие задачи и ур-ния движения шарика абсолютно симметричны относительно поворота вокруг оси бутылки. Однако результат получится несимметричным: шарик окажется у стенки, в стороне от оси. Исходная симметрия спонтанно нарушилась. Она проявляется лишь в том, что шарик может скатиться в любую сторону от оси, т. е. наинизшее состояние вырождено относительно поворотов вокруг оси. В квант. теории поля такому нарушению глобальной симметрии отвечает появление ч-ц с нулевой массой и нулевым спином, к-рые наз. голдстоуновскими бозонами.

С. н. с. встречается в разнообразных физ. ситуациях. Примерами могут служить потеря устойчивости стержня под действием продольной нагрузки (продольный изгиб) и возникновение спонтанной намагниченности у ферромагнетиков. Механизм С. н. с. лежит также в основе явлений сверхтекучести и сверхпроводимости.

Последоват. метод анализа систем с вырожденным нижним энергетич. состоянием в квант. статистике был развит Н. Н. Боголюбовым в нач. 60-х гг. (т. н. метод квазисредних). В дальнейшем механизм С. н. с. получил широкое распространение в квант. теории поля. Было показано, что в калибровочных теориях С. н. с. может приводить к появлению конечной массы у безмассовых калибровочных ч-ц (т. н. эффект Хиггса; см. Хиггса поле). Поэтому механизм С. н. с. лёг в основу единой калибровочной теории слабого и эл.-магн. вз-ствий, где он обеспечивает появление массы у промежуточных векторных бозонов (см. Слабое взаимодействие).

• Боголюбов Н. Н., Ш и р к о в Д. В., Квантовые поля, М., 1980; Окунь Л. Б., Лептоны и кварки, М., 1981.

А. В. Ефремов, Д. В. Ширков.