Interazione elettrodebole
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In fisica, la teoria elettrodebole presenta una descrizione unificata di due delle quattro interazioni fondamentali della natura: l'elettromagnetismo e la forza nucleare debole. Anche se queste due forze sembrano molto deboli alle basse energie della vita quotidiana, la teoria le modellizza come due aspetti differenti della stessa forza. Sopra l'energia di unificazione, dell'ordine di 102GeV, diventano una singola interazione elettrodebole.
Matematicamente, l'unificazione è realizzata con una teoria di gauge SU(2)×U(1). I corrispondenti bosoni di gauge sono i fotoni dell'elettromagnetismo e i bosoni W e Z della forza debole. Nel Modello Standard delle particelle elementari, i bosoni di gauge ricevono la loro massa dalla rottura spontanea della simmetria che si ha nella simmetria elettrodebole da SU(2)×U(1)Y a U(1)em, causata dal meccanismo di Higgs. Le lettere in piccolo sono usate per indicare che queste sono copie differenti di U(1); il generatore di U(1)em è dato da Q = Y/2 + I3, dove Y è il generatore di U(1)Y (chiamato ipercarica) e I3 è uno dei generatori SU(2) (un componente dell'isospin). La distinzione tra elettromagnetismo e l'interazione debole si manifesta perché vi è una (non lieve) combinazione lineare di Y e di I3 che si annulla per il bosone di Higgs (è un autostato sia di Y che di I3, così che i coefficienti possono essere presi come −I3 e Y): U(1)em è definito come il gruppo generato da questa combinazione lineare e non viene rotto perché non interagisce con il bosone di Higgs.
Grazie ai loro contributi all'unificazione delle forze deboli ed elettromagnetiche tra le particelle elementari, a Sheldon Glashow, Abdus Salam e Steven Weinberg fu assegnato il Premio Nobel per la Fisica nel 1979.
