Teoria di Peccei-Quinn

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Nella fisica delle particelle, la teoria di Peccei-Quinn è la più importante teoria sviluppata per spiegare la violazione della simmetria CP, e implica l'esistenza di un nuovo tipo di particelle, senza massa, chiamate assioni.

Si può aggiungere alla lagrangiana di cromodinamica quantistica un termine che viola la simmetrica CP, dipendente da un parametro detto parametro θ. Gli effetti dell'aggiunta di un termine di questo tipo, tuttavia, non sono mai stati rilevati sperimentalmente e ciò implica che la simmetria non è violata e che θ o è zero oppure è molto piccolo; Il problema della non violazione della simmetria CP nell'interazione forte è la ricerca di una spiegazione per l'annullarsi di θ.

Peccei e Quinn proposero che θ potesse essere originato da un campo dinamico, invece che essere una costante. Dato che nella teoria quantistica dei campi, ciascun campo produce una particella, questo campo deve corrispondere a una particella che fu chiamata assione. Il potenziale associato a questo campo fa sì che il suo valore di aspettazione nel vuoto (VEV) si annulli, facendo conseguentemente annullare il parametro θ.

La simmetria di Peccei e Quinn è una simmetria globale U(1), sotto la quale un generico campo scalare complesso è carico. La simmetria è spontaneamente rotta dal valore di aspettazione del vuoto non nullo ottenuto da questo campo scalare, e l'assione è il bosone di Goldstone associato a questa rottura della simmetria. Se la simmetria è anche una simmetria di gauge allora l'assione è mangiato dal bosone di gauge, cioè il bosone di gauge diventa massivo facendo scomparire l'assione come grado di libertà fisico (vedi meccanismo di Higgs). Questo effetto è desiderabile da un punto di vista fenomenologico perché cancella una particella priva di massa che sarebbe già stata osservata sperimentalmente.

Fonti[modifica | modifica wikitesto]

  • Roberto Peccei, Helen Quinn, Physical Review Letters, 38(1977) p. 1440.
  • R. Peccei, H. Quinn, Physical Review, D16 (1977) p. 1791-1797.
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