전기·약 작용 문서 원본 보기

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[[양자장론]]에서 '''전기·약 작용'''(electroweak interaction) 또는 '''전약력'''(電弱力)은 높은 에너지에서 [[약한 상호작용]]과 [[전자기력]]이 하나로 통합하여 만드는 [[힘 (물리학)|힘]]이다. 낮은 에너지에서는 약전자기 대칭이 [[자발 대칭 깨짐|저절로 깨지면서]] 약력과 전자기력이 분리되지만, 이 이론에서는 하나의 힘에대한 두개의 다른 측면인 것으로 생각한다. 100GeV에 해당하는 작용 에너지보다 큰 에너지에서, 이 둘은 전약력으로 통합된다. 따라서 우주가 아주 뜨거울 경우(대략 10<sup>15</sup>K의 온도), [[약한 상호작용]]과 [[전자기 상호작용|전자기력]]은 전약력으로 통합된다. 전약력의 시대동안 전약력이 [[강한 상호작용|강력]]과 분리되었다. 또한, 쿼크의 시대동안 전약력이 약한 상호작용과 전자기력으로 분리되었다.

[[셸던 리 글래쇼]], [[압두스 살람]], [[스티븐 와인버그]]은 기본입자 사이에 작용하는 약력과 전자기력의 결합의 이론형성에 대한 공로로 1979년 [[노벨 물리학상]]을 수상하였다. 전약력의 존재의 입증은 실험적으로 두번 이루어졌다. 첫번째는 1973년에 [[거품 상자|거품상자]] Gargamelle에서 [[중성미자]]가 산란될 때 [[중성 보존류]]가 일어남을 발견한 것이다. 두번째는 1983년에 UA1, UA2실험에서 슈퍼 양성자 싱크로트론을 이용하여 [[양성자]]-[[반양성자]] 충돌을 일으켰을 때 [[W와 Z보손|W와 Z]][[게이지 보손]]을 찾아낸 것이다. 1999년에 [[헤라르뒤스 엇호프트]]와 [[마르티뉘스 펠트만]]이 전약력의 [[재규격화]] 문제를 해결하여 노벨 물리학상을 수상하였다.

== 라그랑지언 ==
=== 대칭이 깨지기 전 ===

약전자기력의 [[라그랑지언]]은 [[자발 대칭 깨짐|대칭이 깨지기]] 전에 네 부분으로 나뉜다.
:<math>\mathcal{L}_{E-W} = \mathcal{L}_g + \mathcal{L}_f + \mathcal{L}_H + \mathcal{L}_y</math>

''g''항은 [[게이지 장]]을 나타낸다. 약전자기력의 게이지 군은 SU(2)×U(1)이므로, SU(2)에 해당하는 세 [[게이지 보손]] W와 U(1)에 해당하는 하나의 게이지 보손 B가 있다. SU(2)는 비가환군이므로, W보존 사이의 상호작용을 포함한다.
:<math>\mathcal{L}_g = -\frac{1}{4g^2}W_a^{\mu\nu}W_{\mu\nu}^a - \frac{1}{4g'{}^2}B^{\mu\nu}B_{\mu\nu}</math>

''f''항은 [[페르미온]]을 나타낸다. 최소 커플링을 통해, 페르미온은 게이지 보손과 상호작용한다.
:<math>\mathcal{L}_f =   \overline{q}_i iD\!\!\!\!/\; q_i+ \overline{u}_i^c iD\!\!\!\!/\; u^c_i+ \overline{d}_i^c iD\!\!\!\!/\; d^c_i+ \overline{l}_i iD\!\!\!\!/\; l_i+ \overline{e}^c_i iD\!\!\!\!/\; e^c_i </math>

''H''항은 [[힉스 장]] <math>h</math>를 나타낸다.
:<math>\mathcal{L}_H = |D_\mu h|^2 + \frac{1}{4} \lambda (|h|^2 - v^2)^2</math>

''y''항은 [[유카와 상호작용]]으로, [[힉스 메커니즘]]을 거치면 페르미온의 질량을 나타낸다.
:<math>\mathcal{L}_y =  y_{u\, ij} \,h\, q_i u_j^c + y_{d\, ij}\, h^\dagger\, q_i d^c_j + y_{e\,ij} \,h^\dagger\, l_i e^c_j</math>
:이 네항을 다 더하면 전기ㆍ약 작용이 된다

== 같이 보기 ==
* [[양자장론의 역사]]
* [[와인버그 각]]
* [[양-밀스 이론]]
== 참고 문헌 ==
{{위키공용분류}}
* {{서적 인용|제목=소립자와 게이지 상호작용|저자=김진의|출판사=민음사|url=http://minumsa.minumsa.com/book/899/|날짜=1984|isbn=89-374-3500-4|언어=ko}}

{{전거 통제}}
{{소립자 물리학의 표준 모형}}
{{토막글|양자역학}}

[[분류:입자물리학]]
[[분류:양자장론]]