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Die
Vereinigung der Wechselwirkungen - Eichtheorien
und Symmetrieprinzipien
Was sind Eichfeldtheorien?
Welche Symmetrien
gibt es und was haben sie mit EFT zu tun?
Eine Eichfeldtheorie ist eine Theorie, deren Feldgleichungen
unter einer lokalen Symmetrietransformation invariant bleiben, d.h. für
die die sog. lokale Eichinvarianz gilt.
Bei
Quarks fand man mit der SU(3)-Gruppe eine Einordnung der Teilchen innerhalb
der QCD (Eichfeldtheorie), die eine Isospin-Symmetrie aufweist. [SP1 S.
19]
Bei
der Suche nach der elektroschwachen Vereinigung suchte man nach einer Theorie,
die das masselose Photon und die drei schweren Austauschbosonen der schwachen
Wechselwirkung (Z0,
W+ und W-)
zu einer Familie zusammenfasst. Die erste Theorie stammte von C. N. Yang
und Robert L. Mills (1954 am Brookhaven National Laboratory). in ihrer
Eichtheorie waren allerdings alle Austauschteilchen masselos.
Die
elektroschwache Theorie von Weinberg (ab 1967) fordert eine gebrochene
Eichsymmetrie (Bsp. Energie eines Stabmagneten bei hoher und niedriger
Temperatur). Durch Symmetriebrechung können Teilchen Masse erhalten.
Dies verleiht den WWZ Masse. Der Higgs-Mechanismus beschreibt den Vorgang.
Die
Renormierbarkeit der elektromagnetischen Theorie klappte bei schwacher
WW nicht, da die AT-Teilchen Masse haben. Die Erklärung, dass die
AT-Teilchen ihre Masse durch Symmetriebrechung erhalten, erlaubt auch die
Renormierung schwacher WW-Prozesse. Dies war ein großer Schritt zur
elektroschwachen Eichfeldtheorie. Was fehlte waren die experimentellen
Beweise.
Ein erster Beweis war der Nachweis neutraler Ströme
bei Neutrino-Elektron-Streuung (1973).
Der Nachweis der WWZ
selbst folgte erst 1983.
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