対称性の自発的破れ(spontaneous symmetry breaking)

南部陽一郎は2008年にノーベル賞を受賞。*1

典型的には,強磁性体に対して,ハイゼンベルク(W. K. Heisenberg)がスピン回転対称性の自発的破れを1920年代に論じた。これに対し,超伝導が20世紀初頭に発見されて以来,その機構は約半世紀にわたる謎だったが,1957年にバーディーン(J. Bardeen)らによるBCS理論が出て,電子2個のペアのボース凝縮という描像を与えた。ここで自発的に破れているのは,ボース凝縮体を記述する波動関数の,位相の任意性(ゲージ対称性;上田教授の記事を参照)である。これに伴い,BCS基底状態からの励起は質量(エネルギー・ギャップ)をもつことになる。南部理論の偉大なところは,このようなゲージ対称性破れの描像が,一般のゲージ場理論としての素粒子論に適用できる,というアイディア(Swedish Academyの言葉では,bold assumption)を,BCSの数年後にして構築したことといえる。*2

文献一覧
*1 素粒子物理学の歩み: http://www-het.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~higashij/kiji/sc_toyonaka.pdf
*2 超伝導のBCS理論と南部理論のつながり - 特集記事 - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/story/newsletter/40/4/features/04.html


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このページの最終更新日時: 2018-05-07 (月) 14:27:31