電弱相互作用

標準模型を超える物理
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実験 ANNIE グラン・サッソ INO LHC SNO Super-K テバトロン NOνA
表 話 編 歴

電弱相互作用（でんじゃくそうごさよう、英: electroweak interaction^[1]）とは、物理学において、電磁気力と弱い相互作用を統一した相互作用である。この理論を電弱統一理論という。質量のない粒子に質量を与えるため、ヒッグス機構が考案された。

内容

数学的には、電弱相互作用はゲージ群 SU(2)×U(1) で統一される。対応するゲージボソンは電磁相互作用の光子と、弱い相互作用のウィークボソン（WボソンとZボソン）である。標準模型において、ヒッグス機構によって SU(2)×U(1)_Y から電磁相互作用の U(1)_EM へ自発的に破れ、ウィークボソンは質量を獲得する。

添字は異なる U(1) であることを表しており、U(1)_EM の生成子は Q=T³+Y で表される。Y は U(1)_Y の生成子（ウィークハイパーチャージと呼ばれる）で、T³ は SU(2) の生成子（ウィークアイソスピンと呼ばれる）の内の1つである。

ゲージ群	SU(2)	U(1)Y	U(1)EM
生成子	Ta (a=1,2,3)	Y	Q
ゲージボソン	${\displaystyle W_{\mu }^{a}}$ (a=1,2,3)	${\displaystyle B_{\mu }}$	${\displaystyle A_{\mu }}$
結合定数	g	g'	e

理論に含まれるパラメータは

• それぞれのゲージ群に対応する結合定数 g, g'
• ヒッグスポテンシャル項に含まれるパラメータ v, λ
• 湯川相互作用の結合定数 y^e, y^d, y^u

なお、2つのゲージ結合定数の比を tanθ_w=g'/g としたとき、θ_wをワインバーグ角（英語版）と呼ぶ。また、 e=g sinθ_w は電磁相互作用の結合定数（即ち素電荷）である。

脚注

関連項目

• 素粒子物理学
• ワインバーグ＝サラム理論

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