Elektroschwache
Vereinigung - historische Einführung
Die
Geschichte der elektroschwachen Vereinigung dauerte mehrere Jahrzehnte.
Wenn man so will, dauert sie mit der Suche nach dem Higgs Boson sogar heute
noch an.
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Als
Väter der elektroschwachen Theorie gelten die Physiker Glashow,
Weinberg und Salam.
Aber
beginnen wir in den 60er Jahren.
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Bei der Suche nach einer elektroschwachen Theorie, versuchte man das masselose
Photon und die drei schweren Austauschbosonen der schwachen Wechselwirkung
(Z0, W+
und W-)
zu einer Familie zusammenzufassen.
Den ersten
Versuch der Entwicklung einer elektroschwachen Theorie unternahm
1957 Julian Schwinger.
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Sein Doktorand S.L. Glashow entwickelte
bereits 1960 eine entsprechende Eichfeldtheorie. Allerdings konnte er die
Masse von Z0, W+
und W-
nicht erklären.
Ein entscheidender experimenteller Prüfstein
war dabei der Nachweis der neutralen schwachen Ströme, (Z0-Austausch)
der zunächst nicht zu gelingen schien.
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1964 stellten Abdul Salam und J.C. Ward (offensichtlich ohne es
zu kennen) das Modell von Glashow noch einmal auf.
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Auch sie wurden aber aufgrund des fehlenden Nachweises der neutralen Ströme entmutigt.
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Das
heutige Modell der elektroschwachen Theorie wurde 1967 von Steven Weinberg
vorgeschlagen. A. Salam stellte sie unabhängig davon 1968 auf.
In ihrer Theorie fand sich - im Unterschied zum Glashow`schen - ein
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Mechanismus
der das Zustandekommen der W- und Z-Massen erklärte. Der Haken war
allerdings, dass sie die sogenannte "Renormierbarkeit" für
ihr Modell noch nicht zeigen konnten .
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Die Renormierbarkeit, die für die elektromagnetische
Theorie funktionierte, klappte bei der schwachen Wechselwirkung zunächst
nicht, da die Austauschteilchen Masse haben. Die Erklärung, dass die
Teilchen ihre Masse durch "Symmetriebrechung" (siehe später im Kapitel)
erhalten, erlaubt auch die Renormierung schwacher WW-Prozesse. Dies war
ein großer Schritt zur elektroschwachen Eichfeldtheorie. Was bislang
jedoch fehlte, waren die experimentellen Beweise.
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Erst 1974 gelang der Nachweis der Renormierbarkeit der
schwachen Wechselwirkung durch G. t`Hooft in Utrecht. Damit wurde
das bis dahin fast in Vergessenheit geratene Modell von Weinberg und Salam
wieder interessant.
Bereits
1973 gelang der Nachweis der neutralen Ströme am CERN, der erste experimentelle
Nachweis einer Vorhersage des Modells.
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Ein
weiterer Baustein war das im Modell postulierte vierte Quark (c), der 1974
mit dem J/Y-Teilchen
(Charmonium) gefunden wurde.
Es
dauerte bis 1978, bis alle experimentellen Ergebnisse, die die schwache
und elektromagnetische WW betrafen, mit dem gefundenen Modell
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erklärt
werden konnten.
Dieser
Erfolg wurde 1979 mit dem Physik-Nobelpreis an S. L. Glashow, S.
Weinberg und A. Salam gekrönt.
Ihre
Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung ist heute als Glashow-Weinberg-Salam-Modell
bekannt (GWS-Modell).
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(siehe dazu auch )
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