Ruptura espontánea de simetría electrodébil

El concepto de ruptura espontánea de simetría es uno de los ingredientes fundamentales del SM electrodébil, dando lugar a excitaciones de Goldstone que pueden ser asociadas a los términos de masa de los bosones gauge. Este procedimiento, conocido habitualmente como Mecanismo de Higgs, es uno de los posibles procedimientos para describir las interacciones débiles de rango corto mediante una teoría gauge sin destruir su invariancia.

En el SM la ruptura de simetría tiene lugar linealmente por medio de un campo escalar que adquiere un valor esperado no nulo en el vacío. Como resultado del proceso no sólo adquieren masa tanto los bosones vectoriales así como los fermiones, sino que, además, aparece un nuevo campo escalar neutro físico: la partícula de Higgs.

Alternativamente la ruptura de simetría podría generarse dinámicamente por nuevas fuerzas fuertes en la escala 1 TeV. Sin embargo, aún no se ha formulado ningún modelo válido de este tipo que proporcione una descripción satisfactoria del sector fermiónico y reproduzca la elevada precisión de las medidas electrodébiles.

Son dos los conceptos básicos sobre los cuales se ha construido el “modelo Standard”, la teoría que unifica parcialmente las fuerzas de la naturaleza. Tales principios son:

  1. Principio gauge; asociado a simetrías matemáticas
  2. Ruptura espontánea de la simetría.

Ruptura espontánea de la simetría

Un ejemplo habitual en física es el de un lápiz que se mantiene en equilibrio sobre su punta. Es simétrico en el sentido de que mientras mantiene el equilibrio sobre la punta cualquier dirección es tan buena como cualquier otra; sin embargo, es inestable. Cuando el lápiz cae, algo que debe ocurrir inevitablemente, caerá al azar, en una u otra dirección, rompiendo la simetría, aunque la simetría sigue ahí, en leyes subyacentes.

Las leyes sólo describen el espacio de lo que puede ocurrir; el mundo real gobernado por esas leyes supone la elección de una realización entre muchas posibilidades. Intercambiamos la inestable libertad de las posibilidades por la estable experiencia de la realidad.

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