SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 53
Baixar para ler offline
Quebra Espontânea de Simetria
   e o Mecanismo de Higgs
         Everton Zanella Alvarenga
           everton@fma.if.usp.br


             Instituto de F´sica
                           ı
         Universidade de S˜ o Paulo
                            a



         05 de Dezembro de 2003




                      Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.1/10
                             ¸˜ `           a
Introdução
 Simetrias
    Princípios de invariância (ou de simetria)
    Leis de conservação




                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.2/10
                               ¸˜ `           a
Introdução
 Simetrias
    Princípios de invariância (ou de simetria)
    Leis de conservação
 Quebra espontânea de simetria
    Ferromagneto de Heinsenberg
    Simetria discreta: Paridade
    Simetria contínua: Modelo de Goldstone




                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.2/10
                               ¸˜ `           a
Introdução
 Simetrias
    Princípios de invariância (ou de simetria)
    Leis de conservação
 Quebra espontânea de simetria
    Ferromagneto de Heinsenberg
    Simetria discreta: Paridade
    Simetria contínua: Modelo de Goldstone
 Mecanismo de Higgs
    Caso Abeliano



                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.2/10
                               ¸˜ `           a
Simetrias
 Tipos de simetria
       Contínuas/Discretas
       Geométricas/Internas
       Globais/Locais
 Princípios de Invariância e Leis de Conservação
       Teorema de Noether: invariância por transformações contínuas




                                         Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.3/10
                                                ¸˜ `           a
Simetrias
 Tipos de simetria
       Contínuas/Discretas
          Rotação de uma esfera/cubo
       Geométricas/Internas
          Grupo de Transformações de Lorentz/Transformação de Gauge
       Globais/Locais
           Transformação de Gauge Local/Local
 Princípios de Invariância e Leis de Conservação
       Teorema de Noether: invariância por transformações contínuas




                                         Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.3/10
                                                ¸˜ `           a
Simetrias
       Tipos de simetria
             Contínuas/Discretas
             Geométricas/Internas
             Globais/Locais
       Princípios de Invariância e Leis de Conservação
             Teorema de Noether: invariância por transformações contínuas
                                 quantidades conservadas



                                  



                                             ¢¡


                                                     ¦¤
                                                       ¥§
                                                     £
                                                   ¥
                      ¨ ¥
                 ¨¥




                              ¨¥

Transformação:                       ¥   (Translação espaço-temporal)
                                   
                       ©

                             £




                                                              ¢¤
                                 ¥




                                                  ¥




                                                                           # ¥
                                ¤




                                                                             ¢
                                           
                        




                                         
                                         £




                                                                        quot;
                              ¥




                                                             ¤
                                                               ¥ ¤
                                                                 !
                                                   Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.3/10
                                                          ¸˜ `           a
Simetrias
          Tipos de simetria
                Contínuas/Discretas
                Geométricas/Internas
                Globais/Locais
          Princípios de Invariância e Leis de Conservação
                Teorema de Noether: invariância por transformações contínuas
                                    quantidades conservadas



                                   



                                                ¢¡


                                                          ¦¤
                                                            ¥§
                                                          £
                                                        ¥
                                          )0
                                       ('
                       !
                  !$
                     ¨%


                        $
                     ¨%



                                              !$
                                               ¨%
 Transformação:                                      (Gauge de primeira espécie—rígida/local)
                     ©


                                  £




                                                          4




                                                                                            6
                                                               ¢¤



                                                                                 ¢¤
                                                                                        !5
                                 2¥



                                               2¥
                                1¤




                                                                       !
                                       



                                                     quot;3
                      




                                      £



                                                    £




                                                                           quot;
                              ¥




                                                             ¤
                                                                ¥ ¤


                                                                                 ¦¤
                                                                  !


                                                                                  5!
                                                                               ¥
     3$




                         %
     ¥¤


                  ¥¤
      !5

         !
                   !
                     !5
¥2




                                 (Campo escalar complexo)
     £




                quot;
           97
            7
¥2




                    (Campo de Dirac)
            ¥
         8
     £




                                                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.3/10
                                                               ¸˜ `           a
Ferromagneto de Heinsenberg
 Exemplo canônico: átomos num ferromagneto
 interagindo através da interação spin-spin




                                     3 PH

                                      F PH
                                         I

                                           I
                B@




                              3F G
              A




                                       Q
                     C
                       E3
                         F
                     D
 Rede de átomos infinita




                             Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.4/10
                                    ¸˜ `           a
Ferromagneto de Heinsenberg




                                                            V
                                                   RS
 Invariante sob rotação: transformações de




                                                        TU
                      YXW

                              aW

 Fase paramagnética
                            `




                                   Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.4/10
                                          ¸˜ `           a
Ferromagneto de Heinsenberg




                            V




                                        V
                      RS




                                RS
 Quebra de simetria




                           TU




                                     Tc
                                b




                                     Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.4/10
                                            ¸˜ `           a
Ferromagneto de Heinsenberg




                            V




                                              V
                      RS




                                      RS
 Quebra de simetria




                           TU




                                           Tc
                                b
 Aplicação de um campo externo
                       YdW

                                ` W



 Fase ferromagnética                   (quebra espontânea)



                                           Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.4/10
                                                  ¸˜ `           a
Considerações Gerais
 Teorias com   campos clássicos escalares reais




               e




                          i
                           pT

                                    V
                                    pT

                                           tV


                                                       ru T
                                                               V
                          rq
                     hf




                                        q r
                                                                                                           (1)




                   g




                                         s
                          c




                                    s x
                              g v




                                                 f
                                    wr




                                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.5/10
                                               ¸˜ `           a
Considerações Gerais
 Teorias com   campos clássicos escalares reais




               e




                              i
                               pT

                                        V
                                        pT

                                               tV


                                                           ru T
                                                                   V
                              rq
                         hf




                                            q r
                                                                                                               (1)




                       g




                                             s
                              c




                                        s x
                                  g v




                                                     f
                                        wr
                                  x




                                                                     x
                              p€
                   yp

                              f
                                  r




                                                                   r
                                               
                   w




                                                             gw
                                            Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.5/10
                                                   ¸˜ `           a
Considerações Gerais
 Teorias com   campos clássicos escalares reais




               e




                              i
                               pT

                                        V
                                        pT

                                               tV


                                                           ru T
                                                                   V
                              rq
                         hf




                                            q r
                                                                                                               (1)




                       g




                                             s
                              c




                                        s x
                                  g v




                                                     f
                                        wr
                                  x




                                                                     x
                              p€
                   yp

                              f
                                  r




                                                                   r
                                               
                   w




                                                             gw
                                            Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.5/10
                                                   ¸˜ `           a
Considerações Gerais
 Teorias com   campos clássicos escalares reais




               e




                          i
                               pT

                                    V
                                    pT

                                           tV


                                                       ru T
                                                               V
                              rq
                     hf




                                        q r
                                                                                                           (1)




                   g




                                         s
                          cr i


                                    i
                          ƒ„‚


                                    †‡…
                            x




                                    ƒ‚
                                       T

                                         V


                                                            T
                                                                 V
                   g v




                                                          ru
                                     r
                          c


                                 c




                                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.5/10
                                               ¸˜ `           a
Considerações Gerais
 Teorias com   campos clássicos escalares reais




               e




                              i
                               pT

                                    V
                                       pT

                                           tV


                                                       ru T
                                                               V
                              rq
                       hf




                                        q r
                                                                                                           (1)




                     g




                                         s
                            cr i


                                   i
                            ƒˆ‚


                                     †‰…
                              x




                                    ƒ‚
                                        T

                                          V



                                                            T
                                                                 V
                   g v




                                                          ru
                                      r
                          c


                                   c
 Estado de menor energia (‘estado de vácuo’)




                                                          p
                                                                  u
               ’
                   g ‘“
          ‘




                            constante         t.q.




                                                                           ”
               y




                                                                 ‘ g
                                                           p
                                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.5/10
                                               ¸˜ `           a
Um Exemplo Simples: Simetria Discreta




                          ‘
  Potencial de um campo     real




                              • ‚



                                           –
                                               ‘™
                                   ‚
                      g u



                                   ƒ‘

                                           —˜
                              c




                                    Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10
                                           ¸˜ `           a
Um Exemplo Simples: Simetria Discreta




                          ‘
  Potencial de um campo       real




                                • ‚



                                             –
                                                 ‘™
                                     ‚
                        g u



                                     ƒ‘

                                             —˜
                               c
  Invariância sob paridade



                 g ‘d




                                                                       ‘d
                                                 fT
                                                     g ‘V

                                                                  fT
                                                                       V
           ‘




                        ‘


                                     
               b

                    s




                                      Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10
                                             ¸˜ `           a
Um Exemplo Simples: Simetria Discreta




                            ‘
  Potencial de um campo           real




                                    • ‚



                                                 –
                                                     ‘™
                                         ‚
                            g u



                                         ƒ‘

                                                 —˜
                                   c
  Invariância sob paridade



                 g ‘d




                                                                           ‘d
                                                     fT
                                                         g ‘V

                                                                      fT
                                                                           V
           ‘




                            ‘


                                         
               b

                    s

                             T
                                ‘V
                            u
  Análise do mínimo de
                        p
                            u




                                             T

                                                       ”V
                                    ”


                                               –X
                            ‘ g
                        p




                                          Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10
                                                 ¸˜ `           a
Um Exemplo Simples: Simetria Discreta


      • ‚
(i)         . O potencial possui apenas um mínimo



            ”
       X




                                   g‘

                                        ”




                                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10
                                               ¸˜ `           a
Um Exemplo Simples: Simetria Discreta


       • ‚
(ii)         . O potencial possui dois mínimos



             ”
        d




                                      •‚
                                              €
                           g‘




                                            –
                                          f
                                e




                                      ghe
                                       y
                                  s




                                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10
                                               ¸˜ `           a
Um Exemplo Simples: Simetria Discreta

  Escolha do estado de vácuo       Quebra da Simetria




                               
                          ’
                               g ‘“
                                  ƒ
                                g




                                   Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10
                                          ¸˜ `           a
Um Exemplo Simples: Simetria Discreta

  Escolha do estado de vácuo       Quebra da Simetria




                               
                           ’
                               g ‘“
                                  ƒ
                                g
  Introduzindo um novo campo para investigarmos o vácuo assimétrico


                ‘d




                                                 ‘d
                                                   ’
                                               g “
                     s ‘




                                                             ”
                                   
                     y

                      g




                                   Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10
                                          ¸˜ `           a
Um Exemplo Simples: Simetria Discreta

     Escolha do estado de vácuo           Quebra da Simetria




                                    
                                 ’
                                   g ‘“
                                      ƒ
                                    g
     Introduzindo um novo campo para investigarmos o vácuo assimétrico


                   ‘d




                                                            ‘d
                                                              ’
                                                          g “
                           s ‘




                                                                        ”
                                           
                        y

                            g
obtemos




                                                                ‚
                            –



                                          g–



                                                           g–
                             ƒ d™



                                                  ƒi




                                                                      ‚
                                               ‘d




                                                                   ‘d
                     g u


                               ‘
                            —˜



                                          f



                                                             f
                                   k‘ d


                                                ‘d
                                 j
                                          s




                                              Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10
                                                     ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua
  Lagrangeana de uma campo escalar complexo




                                                      • ‚




                                                                                     ‚
             mf T
                g V

                       pT

                                ‘V
                                pT

                                       stV




                                                                        –T

                                                                                 ‘V
                                         ‘n



                                                         ‘n



                                                                            ‘n
                       q




                                                     s ‘
           l




                                      q
                                                                                                                    (2)




                       pT

                                ‘V
                                pT

                                         t‘ nV


                                                       T

                                                               ‘n
                                                                   V
                       q




                                                     u
                                                            p‘
                g




                                       s
                                      q




                                                          o
                    q




                                      i
                         m‘ T
                            g V


                                        w
                                                mT
                                                ƒV


                                                                  lT
                                                                        V{
                                              y‘




                                                                 ‚ ‘
                                                             z
                      tr
                       l




                                              l
                                            x
                    s




                                      cv




                                                                         ™
                                                 • }|‚

                                                    ‚
                            T


                                      g V


                                                    ‘|


                                                                 –|
                                                                      ‘|
                                  ‘n
                           u
                                o ‘
                      r




                                                  ƒ
                    u




                                                 Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                                        ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua
  Lagrangeana de uma campo escalar complexo




                                                      • ‚




                                                                                     ‚
              mf T
                 g V

                         pT

                             ‘V
                             pT

                                       stV




                                                                        –T

                                                                                 ‘V
                                         ‘n



                                                         ‘n



                                                                            ‘n
                         q




                                                     s ‘
            l




                                   q
                                                                                                                    (2)




                         pT

                             ‘V
                             pT

                                         t‘ nV


                                                       T

                                                               ‘n
                                                                   V
                         q




                                                     u
                                                            p‘
                 g




                                       s
                                   q




                                                          o
  Transformação de gauge global




                                      €
                                  ~ 
                           g ‘d
                     ‘




                                    ‘
                         b




                                                           ‚T




                                                                                   V
                                                                    constante


                                      €
                                   
                           ‘d
               ‘n



                         g n



                                   ‘n
                       b



                                  ~




                                                               o ‘d
                                                                 ‘d
                                  fT


                                            g V

                                                          fT


                                                                 nV
                                         ‘n
                                     p‘
                     




                                   o




                                                 Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                                        ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua
  Lagrangeana de uma campo escalar complexo




                                                    • ‚




                                                                                   ‚
               mf T
                  g V

                         pT

                             ‘V
                             pT

                                     stV




                                                                      –T

                                                                               ‘V
                                       ‘n



                                                       ‘n



                                                                          ‘n
                         q




                                                   s ‘
             l




                                     q
                                                                                                                  (2)




                         pT

                             ‘V
                             pT

                                       t‘ nV


                                                     T

                                                             ‘n
                                                                 V
                         q




                                                   u
                                                          p‘
                  g




                                     s
                                     q




                                                        o
  Análise do mínimo
         p
              u

                        • ‚




                                         T

                                                 g ‘V




                                                                       T

                                                                                  ”V
                                     ‘n
                                          ‘n
                                     –
                                 c




                                                            ”
                          ‘ nƒ




                                                                          –X
              ‘ g
         p




                                               Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                                      ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua


      • ‚
(i)         . O potencial possui apenas um mínimo



            ”
       X




                                   g‘

                                        ”




                                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                               ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua


  • ‚




                                                              ƒ‘
(ii)    . O potencial possui um máximo local em                           e infinitos



           ”




                                                                    ”
   d




                                                            g
mínimos



           „




                         „

                               †
                           ~ 




                                                                                        •‚
  |
    g ‘|




                                                                                           €
                                                   dˆ
                    g‘




                                                                       „




                                                                                         –
                                   com




                                          ‡”


                                                         c



                                                                            y
                                                              ow
                …




                                                                                 s
           cv




                         cv




                                    Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                           ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua




                              g ˆ
  Escolha do estado de vácuo (         )          Quebra da Simetria




                                     ”
                                           
                             •‚


                                        i
                         s
                 ’
                  g ‘“




                                                  XT

                                                           ”V
                                             „
                                 g

                                        cv
                              –
                          c




                                     Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                            ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua




                                    g ˆ
      Escolha do estado de vácuo (            )          Quebra da Simetria




                                           ”
                                                  
                                    •‚


                                                 i
                                s
                     ’
                      g ‘“




                                                         XT

                                                                  ”V
                                                    „
                                     g

                                                 cv
                                    –
                                c

                                          ‰l T
                                              V
                                                      ŠmT
                                                           V
      Introduzindo dois campos reais               e




                                                       l
                                ‘d



                                              ’
                                                  ‘“
                                      s ‘
                                     y
                                i
                       m‘ T
                          g V



                                    ƒ „w

                                            ‰l T
                                              ƒV

                                                         ŠmT
                                                                  V{
                                                            z
                     l




                                                          l
                                cv



e substituindo na densidade de Lagrangeana



                                            Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                                   ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua
  Obtemos




                                  „‚
                              ‰ƒ ‚
               ‚ x




                             ‚ x




                                                 ‚ x
                     pT

                    ‰V
                     pT

                  ‰tV




                                     V



                                                     pT
                                                    ŠV
                                                     pT

                                                    ŠV
                     q




                                                     q
          hf




                                –
                                  Tc
        g




                  s
                q




                                                  q
               ‰ƒ ‚

                       Š ‚




                              ‰ƒ ‚

                                          Š ‚
                                                ‚
                             ™ x
               ‰T



                      stV


                                –T



                                            V
               –
                 „
       s




                                Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                       ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua
  Obtemos




                                                  „‚
                                              ‰ƒ ‚
                     ‹ ‚ x




                                             ‚ x




                                                              ‚ x
                             pT

                            ‰V
                             pT

                          ‰tV




                                                     V



                                                                  pT
                                                                 ŠV
                                                                  pT

                                                                 ŠV
                             q




                                                                  q
                hf




                                                –
                                                  Tc
              g




                          s
                        q




                                                               q



                                                            Ž
                                      ‘ Œ
                      ‰ƒ ‚

                                Š ‚




                                       ‰ƒ ‚

                                                     Š ‚
                                                           ‚
                                      ™ x
                      ‰T



                               stV


                                         –T



                                                       V
                      –
                        „
              s
     “f




          = Densidade de Lagrangeana livre
   ’




                                   ™ x
                     ‰ƒ ‚

                             Š ‚
                     ‰T



                            stV
   •f


              –
               „




                                     –
                                       (Teoria de perturbação)
   ”g
          s




                                           Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                                  ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua
       Obtemos




                                                „‚
                                            ‰ƒ ‚
                     ‹ ‚ x




                                           ‚ x




                                                            ‚ x
                             pT

                            ‰V
                             pT

                          ‰tV




                                                   V



                                                                pT
                                                               ŠV
                                                                pT

                                                               ŠV
                             q




                                                                q
                hf




                                              –
                                                Tc
              g




                          s
                        q




                                                             q



                                                          Ž
                                    ‘ Œ
                      ‰ƒ ‚

                              Š ‚




                                     ‰ƒ ‚

                                                   Š ‚
                                                         ‚
                                    ™ x
                      ‰T



                             stV


                                       –T



                                                     V
                     –
                        „
              s




                             cv
                             „‚
                             –
    Bóson escalar de massa
–




                                         Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                                ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua
       Obtemos




                                                      „‚
                                                  ‰ƒ ‚
                     ‹ ‚ x




                                              ‚ x




                                               ‚ x
                             pT

                            ‰V
                             pT

                          s‰ V




                                                            V


                                                      pT
                                                  ŠV
                                                      pT

                                                  ŠV
                             q




                                                      q
               g f




                                                    –
                                                         Tc
                        q




                                                q



                                            Ž
                                     ‘ Œ
                      ‰ƒ ‚

                               Š ‚




                                      ‰ƒ ‚

                                                    Š ‚
                                                         ‚
                                     ™ x
                      ‰T



                              s V


                                        –T



                                                      V
                     –
                        „
               s




                          cv
                          „‚
                          –
    Bóson escalar de massa
–




    Bóson escalar sem massa
–




                          Bóson de Goldstone

                                        Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                               ¸˜ `           a
Modelo de Goldstone: Simetria Contínua

             Teorema de Golstone
  Se existe uma transformação contínua sob a qual                                      é
  invariante, então ou
      Vácuo invariante
      Vácuo não é invariante          Bósons de Goldstone




                                —
                Partículas de massa nula




                               Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10
                                      ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano




                                    lmT
                                           V
                                      ˜
  Introduzindo o campo de gauge                 e substituindo as derivadas




                                     q
  ordinárias por derivadas covariantes




                   ™ x


                           qš




                                                p

                                                        ˜

                                                                p

                                                                           ›˜
                    qš ™
                           ™




                                     qš ™
                                       g
               s




                                                          qs
                                                  š



                                                                     q
                                                                         š
                            o




                                                           lT
                                                               V
                      p




                                     p



                                                        ˜
                                œ




                                                   žz
                                         q ƒ
                            b




                                                 
                                qg
                        q




                                                         q
  na densidade de Lagrangeana do campo escalar complexo Eq. (2)




                                     Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                            ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano

  Obtemos a densidade de Lagrangeana




                                                           s ™
                                    • }|‚

                                           s ‚




                                                                 ™ x
        mf T
           g V

                 T

                     ‘V
                         T

                             st‘V



                                      ‘|


                                                   –|
                                                       ‘|
                      n

                               q




                                                                                 qš
                 œ


                          œ




                                                                  qš ™
                                                                               ™
      l



                     q




                                     Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                            ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano

  Obtemos a densidade de Lagrangeana




                                                                s ™
                                        • }|‚

                                                 s ‚




                                                                       ™ x
         mf T
            g V

                  T

                      ‘V
                          T

                              st‘V



                                          ‘|


                                                        –|
                                                            ‘|
                       n

                                q




                                                                                      qš
                  œ


                              œ




                                                                        qš ™
                                                                                    ™
       l



                      q
  Transformação de gauge local




                                                 9€ ¡
                                                    £
                                           Ÿ
                               g ‘d




                                                                ¤
                                               ¢
                          ‘




                                                        ‘
                              b


                                       ~




                                                                 tr
                                                                 ¥r
                                             9€ ¡
                                                 £
                                       ~  Ÿ
                                ‘d
                      ‘n



                              g n




                                                    ‘n
                                           ¢
                           b




                                                             ¦mrr
                              ˜d




                                                        mT
                                                               V
                      ˜




                                        ˜

                                                 p
                                                    q ‚
                                         q ƒ
                           b




                                                      l
                                  qg
                      q




                                          Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                                 ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano

  Obtemos a densidade de Lagrangeana




                                                                     s ™
                                             • }|‚

                                                      s ‚




                                                                            ™ x
           mf T
               g V

                      T

                           ‘V
                               T

                                   st‘V



                                               ‘|


                                                              –|
                                                                 ‘|
                            n

                                     q




                                                                                           qš
                       œ


                                   œ




                                                                             qš ™
                                                                                         ™
         l



                          q
  Transformação de gauge local




                                                      9€ ¡
                                                         £
                                                Ÿ
                                    g ‘d




                                                                     ¤
                                                    ¢
                               ‘




                                                             ‘
                                   b


                                            ~




                                                                      tr
                                                                      ¥r
                                                  9€ ¡
                                                      £
                                            ~  Ÿ
                                     ‘d
                           ‘n



                                   g n




                                                         ‘n
                                                ¢
                                b




                                                                  ¦mrr
                                   ˜d




                                                             mT
                                                                    V
                           ˜




                                             ˜

                                                      p
                                                         q ‚
                                              q ƒ
                                b




                                                           l
                                       qg
                           q
         • ‚




  Para                obtemos o mínimo
                  ”
          d


                     „

                           †
                       ~ 




                                                                                  •‚
                                                                                     €
           g‘




                                                                 „




                                                                                   –
                               com
                                       ‡”


                                                    c
                                             ˆd




                                                                     y
                                                         ow



                                                                           s
                     cv




                                               Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                                      ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano




                                                                                   cv
                                                            •‚
                                    ’
                                       g ‘“




                                                                               €
           g ˆ




                                                           gƒ–

                                                                             „
  Escolhendo          de modo que                                                        , definindo




                  ”




                                                               €c
                                                   s
                  ‘d




                                               ‘
  um novo campo        e parametrizando




                             ‘d



                                           ’
                                              ‘“
                                    s ‘
                                   y
                                 9¡
                                  © £¨




                                                              cv
                            ~  §
                 l ‘T
                      g V




                             ƒ „T

                                               ‰mT
                                                     VV
                                                          €
                               ¢




                                                l


                                                               cv
                            ƒ „T

                                   ‰mT
                                       ƒV

                                              Šl T
                                                       VV
                                                           €
                                                 z
                        ª



                                    l




                                         Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                                ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano

  Obtemos a seguinte densidade de Lagrangeana




                                         „‚
                                     ‰ ‚
                   ‚ x




                                    ‚ x
                         pT

                        ‰V
                         pT

                      ‰s V




                                            V
                         q
             g f




                                       –
                                         Tc
                    q




                                             ‚
                    ™ x




                                    ‚ x
                                     T
                                      „V
                               qš




                                                         q
                                                 ˜
                                                       ˜
                     qš ™
                            ™
                               ƒ
               s




                                                   q
                    ‚ x
                        pT
                       ŠV
                        pT

                       ŠV
                        q
               s



                     q  ˜
                         q p
                               q
                     „
               ƒ
                                    ‘termos de interação’



                               Šƒ
                    




                                     Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                            ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano

       Obtemos a seguinte densidade de Lagrangeana




                                                 „‚
                                             ‰ ‚
                        ‚ x




                                            ‚ x
                              pT

                             ‰V
                              pT

                           ‰s V




                                                    V
                              q
                  g f




                                               –
                                                 Tc
                         q




                                                     ‚
                         ™ x




                                            ‚ x
                                             T
                                              „V
                                       qš




                                                                 q
                                                         ˜
                                                               ˜
                          qš ™
                                   ™
                                       ƒ
                     s




                                                           q
                         ‚ x
                             pT
                            ŠV
                             pT

                            ŠV
                             q
                     s



                          q  ˜
                                 q p
                                       q
                             „
                     ƒ
                                            ‘termos de interação’



                                       Šƒ
                         
                             cv
                             „‚
                             –
    Bóson escalar de massa              = 1 grau de liberdade
–




                                             Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                                    ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano

       Obtemos a seguinte densidade de Lagrangeana




                                               „‚
                                           ‰ ‚
                         ‚ x




                                          ‚ x
                               pT

                              ‰V
                               pT

                            ‰s V




                                                  V
                               q
                   g f




                                             –
                                               Tc
                          q




                                                   ‚
                          ™ x




                                          ‚ x
                                           T
                                            „V
                                     qš




                                                               q
                                                       ˜
                                                             ˜
                           qš ™
                                  ™
                                     ƒ
                     s




                                                         q
                          ‚ x
                              pT
                             ŠV
                              pT

                             ŠV
                              q
                     s



                           q  ˜
                               q p
                                     q
                           „
                     ƒ
                                          ‘termos de interação’



                                     Šƒ
                          
                           cv
                           „‚
                           –
    Bóson escalar de massa           = 1 grau de liberdade
–




                          |
                           „|
    Bóson vetorial de massa       = 3 graus de liberdade
–




                                           Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                                  ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano

       Obtemos a seguinte densidade de Lagrangeana




                                               „‚
                                           ‰ ‚
                         ‚ x




                                          ‚ x
                               pT

                              ‰V
                               pT

                            ‰s V




                                                  V
                               q
                   g f




                                             –
                                               Tc
                          q




                                                   ‚
                          ™ x




                                          ‚ x
                                           T
                                            „V
                                     qš




                                                               q
                                                       ˜
                                                             ˜
                           qš ™
                                  ™
                                     ƒ
                     s




                                                         q
                          ‚ x
                              pT
                             ŠV
                              pT

                             ŠV
                              q
                     s



                           q  ˜
                               q p
                                     q
                           „
                     ƒ
                                          ‘termos de interação’



                                     Šƒ
                          
                           cv
                           „‚
                           –
    Bóson escalar de massa         = 1 grau de liberdade
–




                          |
                           „|
    Bóson vetorial de massa     = 3 graus de liberdade
–




    Bóson de Goldstone escalar sem massa = 1 grau de liberdade
–




                                           Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                                  ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano

       Obtemos a seguinte densidade de Lagrangeana




                                                   „‚
                                               ‰ ‚
                          ‚ x




                                              ‚ x
                                pT

                               ‰V
                                pT

                             ‰tV




                                                      V
                                q
                     hf




                                                 –
                                                   Tc
                   g




                             s
                           q




                                                       ‚
                           ™ x




                                             ‚ x
                                              T
                                               „V
                                     qš




                                                                   q
                                                           ˜
                                                                 ˜
                            qš ™
                                     ™
                                         ƒ
                      s




                                                             q
                           ‚ x
                               pT
                              ŠV
                               pT

                              ŠV
                               q
                      s



                            q
                              ˜
                               q p
                                     q
                           „
                     ƒ
                                             ‘termos de interação’



                                     Šƒ
                          
                              cv
                              „‚
                              –
    Bóson escalar de massa         = 1 grau de liberdade
–




                           |
                            „|
    Bóson vetorial de massa     = 3 graus de liberdade
–




    Bóson de Goldstone escalar sem massa = 1 grau de liberdade
–




              ˜




    Mostra que     e não são coordenadas normais independentes
–




                   Š
               q




                          Total = 5 graus de liberdade!


                                              Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                                     ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano

      Notando que




                     ‚
                         „‚




                                       „ p i




                                                                   „ p i
                     




                                                                       q
                              ˜




                                                       ˜
                              q ƒ




                                                         qƒ
                                          Š




                                                                     Š
                                        q
                     c




                                    




                                                                
      Temos o gauge unitário ou gauge-U




                                                          „ p i
                                    qg d
                              ˜


                                       ˜


                                            ˜
                                                 q ƒ
                                   b




                                                             Š
                              q




                                                           q
                                                       

                                                                   i
                                      ¢¡
                                         © £¨
                                    § 
                            mT d
              m‘ T
                 V



                         g V




                                                 l ‘T
                                                       g V



                                                                       ƒ „w

                                                                                 ‰mT
                                                                                       V{
                             ‘
                         b
            l



                          l


                                    ~




                                                                                  l
                                                                  cv
Substituindo na densidade de Lagangeana




                                                Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                                       ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano




                     g f

                              ’ ƒf


                                         yf
       Obtemos que




                                       ”




                                                               „‚
                                                           ‰ ‚
                            ‚ x




                                                          ‚ x
                                  pT

                                 ‰V
                                  pT

                               ‰tV




                                                                  V
                                  q
                      “f




                                                             –
                                                               Tc
                      ’g




                               s
                             q




                                                                 ‚
                                ™ x




                                                     ‚ x
                                                      T
                                                       „V
                                              qš




                                                                             q
                                                                     ˜
                                                                           ˜
                                 qš ™
                                            ™
                                              ƒ
                           s




                                                                       q
                                                   ‰ ™
                                       ‰s i

                                                  ™ x
                           •f


                                      –
                                          „



                                                     –
                           ”g
                              s


                                        ‚




                                                                        ‰ ‚
                                     ‚ x



                                                    cT




                                                                      o V
                                              ˜
                                                   ˜
                                                      q
                                                    „
                              ƒ




                                                             ‰ƒ
                                              q
                            cv
                            „‚
                            –
    Bóson escalar de massa               = 1 grau de liberdade
–




                           |
                            „|

    Bóson vetorial de massa           = 3 graus de liberdade
–




                       Total = 4 graus de liberdade!!!



                                                   Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                                          ¸˜ `           a
Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano

                  Mecanismo de Higgs
1. Iniciamente
       2 bósons escalares massivos + 1 bóson vetorial sem massa
        =
        «c              = 4 graus de liberdade


                  i
                      c
             iƒ
                  «
2. Obtemos ao eliminarmos o bóson de Goldstone
       1 bóson escalar massivo + 1 bóson vetorial massivo
        =               = 4 graus de liberdade
         i



                  i
                      U
             iƒ
        «



                  «




                 Bóson de Higgs


                                  Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10
                                         ¸˜ `           a
Resumo
                         Modelo de Goldstone




                                                       ¬T
                                                           iV
               Quebra espontânea de simetria                      global




                                       q
                                                bóson escalar massivo




                                           i
                                       s
    bósons escalares massivos
c




                                   b
                                                    bóson escalar sem massa




                                              i
                                       uƒ
                         Mecanismo de Higgs




                                                         ¬T
                                                             iV
                Quebra espontânea de simetria                       local

                                   ¤


                                           q
    bósons escalares massivos                        bóson escalar massivo
c




                                                i
                                   ¥

                                           s
                                       b

        bóson vetorial sem massa                         bóson vetorial massivo
    i




                                                    i
ƒ




                                           uƒ
                                   ¦




                                       Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.9/10
                                              ¸˜ `           a
Conclusão
 Próximos passos
    Estudar o caso quântico
    Estudar o modelo padrão eletrofraco
    Aprofundar o estudo de teoria de grupos




                      Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.10/10
                             ¸˜ `           a
Conclusão
  Próximos passos
     Estudar o caso quântico
     Estudar o modelo padrão eletrofraco
     Aprofundar o estudo de teoria de grupos

A Natureza parece tomar proveito das representações matemáticas
simples das leis de simetria. Quando alguém pára e considera a
elegância e maravilha do raciocínio matemático envolvido e compara
com as consequências físicas complexas e de longo alcance, um
profundo sentimento de respeito com o poder das leis de simetria nunca
deixa de desenvolver.

Do discurso de C. N. YANG ao receber o Nobel


                                   Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.10/10
                                          ¸˜ `           a

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

โครงสร้างและเนื้อหาสาระพระไตรปิฎก
โครงสร้างและเนื้อหาสาระพระไตรปิฎกโครงสร้างและเนื้อหาสาระพระไตรปิฎก
โครงสร้างและเนื้อหาสาระพระไตรปิฎก
Anchalee BuddhaBucha
 
หน่วยที่ 13 เกมและสถานการณ์จำลอง
หน่วยที่ 13 เกมและสถานการณ์จำลองหน่วยที่ 13 เกมและสถานการณ์จำลอง
หน่วยที่ 13 เกมและสถานการณ์จำลอง
anupong boonruam
 
ปรัชญาอัตถิภาวนิยมของนิทเช่ (Friedrich nietzsche)
ปรัชญาอัตถิภาวนิยมของนิทเช่ (Friedrich nietzsche)ปรัชญาอัตถิภาวนิยมของนิทเช่ (Friedrich nietzsche)
ปรัชญาอัตถิภาวนิยมของนิทเช่ (Friedrich nietzsche)
Padvee Academy
 
การบูรณาการหลักการทางพระพุทธศาสนาในการทำงานจิตอาสา
การบูรณาการหลักการทางพระพุทธศาสนาในการทำงานจิตอาสาการบูรณาการหลักการทางพระพุทธศาสนาในการทำงานจิตอาสา
การบูรณาการหลักการทางพระพุทธศาสนาในการทำงานจิตอาสา
Padvee Academy
 
ใบงานที่ 2 สารคดี
ใบงานที่ 2 สารคดีใบงานที่ 2 สารคดี
ใบงานที่ 2 สารคดี
vipawee613_14
 
1. ข้อสอบ o net ภาษาไทย (มัธยมต้น)
1. ข้อสอบ o net ภาษาไทย (มัธยมต้น)1. ข้อสอบ o net ภาษาไทย (มัธยมต้น)
1. ข้อสอบ o net ภาษาไทย (มัธยมต้น)
nunrutchadaphun
 

Mais procurados (20)

ภูมิปัญญาในครอบครัว ป.1+518+55t2his p01 f16-1page
ภูมิปัญญาในครอบครัว ป.1+518+55t2his p01 f16-1pageภูมิปัญญาในครอบครัว ป.1+518+55t2his p01 f16-1page
ภูมิปัญญาในครอบครัว ป.1+518+55t2his p01 f16-1page
 
โครงสร้างและเนื้อหาสาระพระไตรปิฎก
โครงสร้างและเนื้อหาสาระพระไตรปิฎกโครงสร้างและเนื้อหาสาระพระไตรปิฎก
โครงสร้างและเนื้อหาสาระพระไตรปิฎก
 
หน่วยที่ 13 เกมและสถานการณ์จำลอง
หน่วยที่ 13 เกมและสถานการณ์จำลองหน่วยที่ 13 เกมและสถานการณ์จำลอง
หน่วยที่ 13 เกมและสถานการณ์จำลอง
 
ปรัชญาอัตถิภาวนิยมของนิทเช่ (Friedrich nietzsche)
ปรัชญาอัตถิภาวนิยมของนิทเช่ (Friedrich nietzsche)ปรัชญาอัตถิภาวนิยมของนิทเช่ (Friedrich nietzsche)
ปรัชญาอัตถิภาวนิยมของนิทเช่ (Friedrich nietzsche)
 
ข้อสอบ O net ภาษาไทย ป.๖ ชุด ๑
ข้อสอบ O net ภาษาไทย ป.๖ ชุด ๑ข้อสอบ O net ภาษาไทย ป.๖ ชุด ๑
ข้อสอบ O net ภาษาไทย ป.๖ ชุด ๑
 
ทศนิยมม.1
ทศนิยมม.1ทศนิยมม.1
ทศนิยมม.1
 
ชุดการเรียนรู้ เรื่อง-ทวิปอเมริกาเหนือ-ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่-3-โดยครูบุญฤท...
ชุดการเรียนรู้ เรื่อง-ทวิปอเมริกาเหนือ-ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่-3-โดยครูบุญฤท...ชุดการเรียนรู้ เรื่อง-ทวิปอเมริกาเหนือ-ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่-3-โดยครูบุญฤท...
ชุดการเรียนรู้ เรื่อง-ทวิปอเมริกาเหนือ-ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่-3-โดยครูบุญฤท...
 
การบูรณาการหลักการทางพระพุทธศาสนาในการทำงานจิตอาสา
การบูรณาการหลักการทางพระพุทธศาสนาในการทำงานจิตอาสาการบูรณาการหลักการทางพระพุทธศาสนาในการทำงานจิตอาสา
การบูรณาการหลักการทางพระพุทธศาสนาในการทำงานจิตอาสา
 
4 บทความ
4 บทความ4 บทความ
4 บทความ
 
พุทธประวัติ ส16101 ป.6
พุทธประวัติ ส16101 ป.6พุทธประวัติ ส16101 ป.6
พุทธประวัติ ส16101 ป.6
 
บทท 1 ความหมายของผ__ปกครอง
บทท   1 ความหมายของผ__ปกครองบทท   1 ความหมายของผ__ปกครอง
บทท 1 ความหมายของผ__ปกครอง
 
ใบความรู้ ความกตัญญู ป.1+423+dltvsocp1+55t2soc p01 f15-1page
ใบความรู้ ความกตัญญู ป.1+423+dltvsocp1+55t2soc p01 f15-1pageใบความรู้ ความกตัญญู ป.1+423+dltvsocp1+55t2soc p01 f15-1page
ใบความรู้ ความกตัญญู ป.1+423+dltvsocp1+55t2soc p01 f15-1page
 
แบบประเมินก่อนเรียนคณิตฯ
แบบประเมินก่อนเรียนคณิตฯแบบประเมินก่อนเรียนคณิตฯ
แบบประเมินก่อนเรียนคณิตฯ
 
อนุกรมฟูเรียร์ Fourior series
อนุกรมฟูเรียร์ Fourior seriesอนุกรมฟูเรียร์ Fourior series
อนุกรมฟูเรียร์ Fourior series
 
คัมภีร์ฉันทศาสตร์
คัมภีร์ฉันทศาสตร์คัมภีร์ฉันทศาสตร์
คัมภีร์ฉันทศาสตร์
 
ใบงานที่ 2 สารคดี
ใบงานที่ 2 สารคดีใบงานที่ 2 สารคดี
ใบงานที่ 2 สารคดี
 
สถิติเพื่อการวิจัย
สถิติเพื่อการวิจัยสถิติเพื่อการวิจัย
สถิติเพื่อการวิจัย
 
การเป็นพลเมืองดิจิทัล
การเป็นพลเมืองดิจิทัลการเป็นพลเมืองดิจิทัล
การเป็นพลเมืองดิจิทัล
 
1. ข้อสอบ o net ภาษาไทย (มัธยมต้น)
1. ข้อสอบ o net ภาษาไทย (มัธยมต้น)1. ข้อสอบ o net ภาษาไทย (มัธยมต้น)
1. ข้อสอบ o net ภาษาไทย (มัธยมต้น)
 
ข้อสอบ O net ภาษาไทย ม.๓ ชุด ๒
ข้อสอบ O net ภาษาไทย ม.๓ ชุด ๒ข้อสอบ O net ภาษาไทย ม.๓ ชุด ๒
ข้อสอบ O net ภาษาไทย ม.๓ ชุด ๒
 

Destaque (9)

Biografia de Luís Vaz de Camões
Biografia de Luís Vaz de CamõesBiografia de Luís Vaz de Camões
Biografia de Luís Vaz de Camões
 
Biografia de Luís Vaz de Camões
Biografia de Luís Vaz de CamõesBiografia de Luís Vaz de Camões
Biografia de Luís Vaz de Camões
 
Luis de Camões
Luis de CamõesLuis de Camões
Luis de Camões
 
Biografia de Luís de Camões
Biografia de Luís de CamõesBiografia de Luís de Camões
Biografia de Luís de Camões
 
Camões
CamõesCamões
Camões
 
Vida e Obra de Luís Vaz de Camões
Vida e Obra de Luís Vaz de CamõesVida e Obra de Luís Vaz de Camões
Vida e Obra de Luís Vaz de Camões
 
Luís Vaz de Camões
Luís Vaz de CamõesLuís Vaz de Camões
Luís Vaz de Camões
 
Camoes vida-e-obra
Camoes vida-e-obraCamoes vida-e-obra
Camoes vida-e-obra
 
Luís Vaz de Camões - Vida e obra
Luís Vaz de Camões - Vida e obraLuís Vaz de Camões - Vida e obra
Luís Vaz de Camões - Vida e obra
 

Mais de Everton Zanella Alvarenga

Mais de Everton Zanella Alvarenga (10)

Apresentacao okbr geral (nov 2015)
Apresentacao okbr geral (nov 2015)Apresentacao okbr geral (nov 2015)
Apresentacao okbr geral (nov 2015)
 
Open Knowledge Brasil e Eu Voto na Câmara Municipal de São Paulo
Open Knowledge Brasil e Eu Voto na Câmara Municipal de São PauloOpen Knowledge Brasil e Eu Voto na Câmara Municipal de São Paulo
Open Knowledge Brasil e Eu Voto na Câmara Municipal de São Paulo
 
Comunidades Dateras - Condatos 2015
Comunidades Dateras - Condatos 2015Comunidades Dateras - Condatos 2015
Comunidades Dateras - Condatos 2015
 
Meritocracia, dados abertos e universidades públicas
Meritocracia, dados abertos e universidades públicasMeritocracia, dados abertos e universidades públicas
Meritocracia, dados abertos e universidades públicas
 
Open Knowledge Foundation Brasil, Rede pelo Conhecimento Livre - FISL14 (2013)
Open Knowledge Foundation Brasil, Rede pelo Conhecimento Livre - FISL14 (2013)Open Knowledge Foundation Brasil, Rede pelo Conhecimento Livre - FISL14 (2013)
Open Knowledge Foundation Brasil, Rede pelo Conhecimento Livre - FISL14 (2013)
 
Open Knowledge Foundation Brasil
Open Knowledge Foundation BrasilOpen Knowledge Foundation Brasil
Open Knowledge Foundation Brasil
 
Stoa: a Web social na universidade
Stoa: a Web social na universidadeStoa: a Web social na universidade
Stoa: a Web social na universidade
 
O governo está preparado para a Web 2.0?
O governo está preparado para a Web 2.0?O governo está preparado para a Web 2.0?
O governo está preparado para a Web 2.0?
 
Stoa USP: A Web social na Universidade
Stoa USP: A Web social na UniversidadeStoa USP: A Web social na Universidade
Stoa USP: A Web social na Universidade
 
Stoa - rede social da USP
Stoa - rede social da USPStoa - rede social da USP
Stoa - rede social da USP
 

Último

Teoria heterotrófica e autotrófica dos primeiros seres vivos..pptx
Teoria heterotrófica e autotrófica dos primeiros seres vivos..pptxTeoria heterotrófica e autotrófica dos primeiros seres vivos..pptx
Teoria heterotrófica e autotrófica dos primeiros seres vivos..pptx
TailsonSantos1
 
PROVA - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL: LEITURA DE IMAGENS, GRÁFICOS E MA...
PROVA - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL: LEITURA DE IMAGENS, GRÁFICOS E MA...PROVA - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL: LEITURA DE IMAGENS, GRÁFICOS E MA...
PROVA - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL: LEITURA DE IMAGENS, GRÁFICOS E MA...
azulassessoria9
 
Apresentação em Powerpoint do Bioma Catinga.pptx
Apresentação em Powerpoint do Bioma Catinga.pptxApresentação em Powerpoint do Bioma Catinga.pptx
Apresentação em Powerpoint do Bioma Catinga.pptx
LusGlissonGud
 
apostila projeto de vida 2 ano ensino médio
apostila projeto de vida 2 ano ensino médioapostila projeto de vida 2 ano ensino médio
apostila projeto de vida 2 ano ensino médio
rosenilrucks
 
matematica aula didatica prática e tecni
matematica aula didatica prática e tecnimatematica aula didatica prática e tecni
matematica aula didatica prática e tecni
CleidianeCarvalhoPer
 
Reta Final - CNU - Gestão Governamental - Prof. Stefan Fantini.pdf
Reta Final - CNU - Gestão Governamental - Prof. Stefan Fantini.pdfReta Final - CNU - Gestão Governamental - Prof. Stefan Fantini.pdf
Reta Final - CNU - Gestão Governamental - Prof. Stefan Fantini.pdf
WagnerCamposCEA
 
Os editoriais, reportagens e entrevistas.pptx
Os editoriais, reportagens e entrevistas.pptxOs editoriais, reportagens e entrevistas.pptx
Os editoriais, reportagens e entrevistas.pptx
TailsonSantos1
 
Revolução russa e mexicana. Slides explicativos e atividades
Revolução russa e mexicana. Slides explicativos e atividadesRevolução russa e mexicana. Slides explicativos e atividades
Revolução russa e mexicana. Slides explicativos e atividades
FabianeMartins35
 
A QUATRO MÃOS - MARILDA CASTANHA . pdf
A QUATRO MÃOS  -  MARILDA CASTANHA . pdfA QUATRO MÃOS  -  MARILDA CASTANHA . pdf
A QUATRO MÃOS - MARILDA CASTANHA . pdf
Ana Lemos
 
2° ANO - ENSINO FUNDAMENTAL ENSINO RELIGIOSO
2° ANO - ENSINO FUNDAMENTAL ENSINO RELIGIOSO2° ANO - ENSINO FUNDAMENTAL ENSINO RELIGIOSO
2° ANO - ENSINO FUNDAMENTAL ENSINO RELIGIOSO
LeloIurk1
 

Último (20)

Teoria heterotrófica e autotrófica dos primeiros seres vivos..pptx
Teoria heterotrófica e autotrófica dos primeiros seres vivos..pptxTeoria heterotrófica e autotrófica dos primeiros seres vivos..pptx
Teoria heterotrófica e autotrófica dos primeiros seres vivos..pptx
 
Apresentação ISBET Jovem Aprendiz e Estágio 2023.pdf
Apresentação ISBET Jovem Aprendiz e Estágio 2023.pdfApresentação ISBET Jovem Aprendiz e Estágio 2023.pdf
Apresentação ISBET Jovem Aprendiz e Estágio 2023.pdf
 
PROJETO DE EXTENSÃO I - TERAPIAS INTEGRATIVAS E COMPLEMENTARES.pdf
PROJETO DE EXTENSÃO I - TERAPIAS INTEGRATIVAS E COMPLEMENTARES.pdfPROJETO DE EXTENSÃO I - TERAPIAS INTEGRATIVAS E COMPLEMENTARES.pdf
PROJETO DE EXTENSÃO I - TERAPIAS INTEGRATIVAS E COMPLEMENTARES.pdf
 
Rota das Ribeiras Camp, Projeto Nós Propomos!
Rota das Ribeiras Camp, Projeto Nós Propomos!Rota das Ribeiras Camp, Projeto Nós Propomos!
Rota das Ribeiras Camp, Projeto Nós Propomos!
 
PROVA - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL: LEITURA DE IMAGENS, GRÁFICOS E MA...
PROVA - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL: LEITURA DE IMAGENS, GRÁFICOS E MA...PROVA - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL: LEITURA DE IMAGENS, GRÁFICOS E MA...
PROVA - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL: LEITURA DE IMAGENS, GRÁFICOS E MA...
 
Historia da Arte europeia e não só. .pdf
Historia da Arte europeia e não só. .pdfHistoria da Arte europeia e não só. .pdf
Historia da Arte europeia e não só. .pdf
 
Apresentação em Powerpoint do Bioma Catinga.pptx
Apresentação em Powerpoint do Bioma Catinga.pptxApresentação em Powerpoint do Bioma Catinga.pptx
Apresentação em Powerpoint do Bioma Catinga.pptx
 
COMPETÊNCIA 2 da redação do enem prodção textual professora vanessa cavalcante
COMPETÊNCIA 2 da redação do enem prodção textual professora vanessa cavalcanteCOMPETÊNCIA 2 da redação do enem prodção textual professora vanessa cavalcante
COMPETÊNCIA 2 da redação do enem prodção textual professora vanessa cavalcante
 
apostila projeto de vida 2 ano ensino médio
apostila projeto de vida 2 ano ensino médioapostila projeto de vida 2 ano ensino médio
apostila projeto de vida 2 ano ensino médio
 
matematica aula didatica prática e tecni
matematica aula didatica prática e tecnimatematica aula didatica prática e tecni
matematica aula didatica prática e tecni
 
aula de bioquímica bioquímica dos carboidratos.ppt
aula de bioquímica bioquímica dos carboidratos.pptaula de bioquímica bioquímica dos carboidratos.ppt
aula de bioquímica bioquímica dos carboidratos.ppt
 
"É melhor praticar para a nota" - Como avaliar comportamentos em contextos de...
"É melhor praticar para a nota" - Como avaliar comportamentos em contextos de..."É melhor praticar para a nota" - Como avaliar comportamentos em contextos de...
"É melhor praticar para a nota" - Como avaliar comportamentos em contextos de...
 
Reta Final - CNU - Gestão Governamental - Prof. Stefan Fantini.pdf
Reta Final - CNU - Gestão Governamental - Prof. Stefan Fantini.pdfReta Final - CNU - Gestão Governamental - Prof. Stefan Fantini.pdf
Reta Final - CNU - Gestão Governamental - Prof. Stefan Fantini.pdf
 
PROJETO DE EXTENSÃO I - SERVIÇOS JURÍDICOS, CARTORÁRIOS E NOTARIAIS.pdf
PROJETO DE EXTENSÃO I - SERVIÇOS JURÍDICOS, CARTORÁRIOS E NOTARIAIS.pdfPROJETO DE EXTENSÃO I - SERVIÇOS JURÍDICOS, CARTORÁRIOS E NOTARIAIS.pdf
PROJETO DE EXTENSÃO I - SERVIÇOS JURÍDICOS, CARTORÁRIOS E NOTARIAIS.pdf
 
Os editoriais, reportagens e entrevistas.pptx
Os editoriais, reportagens e entrevistas.pptxOs editoriais, reportagens e entrevistas.pptx
Os editoriais, reportagens e entrevistas.pptx
 
Revolução russa e mexicana. Slides explicativos e atividades
Revolução russa e mexicana. Slides explicativos e atividadesRevolução russa e mexicana. Slides explicativos e atividades
Revolução russa e mexicana. Slides explicativos e atividades
 
A QUATRO MÃOS - MARILDA CASTANHA . pdf
A QUATRO MÃOS  -  MARILDA CASTANHA . pdfA QUATRO MÃOS  -  MARILDA CASTANHA . pdf
A QUATRO MÃOS - MARILDA CASTANHA . pdf
 
2° ANO - ENSINO FUNDAMENTAL ENSINO RELIGIOSO
2° ANO - ENSINO FUNDAMENTAL ENSINO RELIGIOSO2° ANO - ENSINO FUNDAMENTAL ENSINO RELIGIOSO
2° ANO - ENSINO FUNDAMENTAL ENSINO RELIGIOSO
 
PROJETO DE EXTENSÃO - EDUCAÇÃO FÍSICA BACHARELADO.pdf
PROJETO DE EXTENSÃO - EDUCAÇÃO FÍSICA BACHARELADO.pdfPROJETO DE EXTENSÃO - EDUCAÇÃO FÍSICA BACHARELADO.pdf
PROJETO DE EXTENSÃO - EDUCAÇÃO FÍSICA BACHARELADO.pdf
 
Recomposiçao em matematica 1 ano 2024 - ESTUDANTE 1ª série.pdf
Recomposiçao em matematica 1 ano 2024 - ESTUDANTE 1ª série.pdfRecomposiçao em matematica 1 ano 2024 - ESTUDANTE 1ª série.pdf
Recomposiçao em matematica 1 ano 2024 - ESTUDANTE 1ª série.pdf
 

Quebra espontânea de simetria e o mecanismo de Higgs

  • 1. Quebra Espontânea de Simetria e o Mecanismo de Higgs Everton Zanella Alvarenga everton@fma.if.usp.br Instituto de F´sica ı Universidade de S˜ o Paulo a 05 de Dezembro de 2003 Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.1/10 ¸˜ ` a
  • 2. Introdução Simetrias Princípios de invariância (ou de simetria) Leis de conservação Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.2/10 ¸˜ ` a
  • 3. Introdução Simetrias Princípios de invariância (ou de simetria) Leis de conservação Quebra espontânea de simetria Ferromagneto de Heinsenberg Simetria discreta: Paridade Simetria contínua: Modelo de Goldstone Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.2/10 ¸˜ ` a
  • 4. Introdução Simetrias Princípios de invariância (ou de simetria) Leis de conservação Quebra espontânea de simetria Ferromagneto de Heinsenberg Simetria discreta: Paridade Simetria contínua: Modelo de Goldstone Mecanismo de Higgs Caso Abeliano Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.2/10 ¸˜ ` a
  • 5. Simetrias Tipos de simetria Contínuas/Discretas Geométricas/Internas Globais/Locais Princípios de Invariância e Leis de Conservação Teorema de Noether: invariância por transformações contínuas Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.3/10 ¸˜ ` a
  • 6. Simetrias Tipos de simetria Contínuas/Discretas Rotação de uma esfera/cubo Geométricas/Internas Grupo de Transformações de Lorentz/Transformação de Gauge Globais/Locais Transformação de Gauge Local/Local Princípios de Invariância e Leis de Conservação Teorema de Noether: invariância por transformações contínuas Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.3/10 ¸˜ ` a
  • 7. Simetrias Tipos de simetria Contínuas/Discretas Geométricas/Internas Globais/Locais Princípios de Invariância e Leis de Conservação Teorema de Noether: invariância por transformações contínuas quantidades conservadas   ¢¡ ¦¤ ¥§ £ ¥ ¨ ¥ ¨¥ ¨¥ Transformação: ¥ (Translação espaço-temporal) © £ ¢¤ ¥ ¥ # ¥ ¤ ¢   £ quot; ¥ ¤ ¥ ¤ ! Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.3/10 ¸˜ ` a
  • 8. Simetrias Tipos de simetria Contínuas/Discretas Geométricas/Internas Globais/Locais Princípios de Invariância e Leis de Conservação Teorema de Noether: invariância por transformações contínuas quantidades conservadas   ¢¡ ¦¤ ¥§ £ ¥ )0 (' ! !$ ¨% $ ¨% !$ ¨% Transformação: (Gauge de primeira espécie—rígida/local) © £ 4 6 ¢¤ ¢¤ !5 2¥ 2¥ 1¤ ! quot;3   £ £ quot; ¥ ¤ ¥ ¤ ¦¤ ! 5! ¥ 3$ % ¥¤ ¥¤ !5 ! ! !5 ¥2 (Campo escalar complexo) £ quot; 97 7 ¥2 (Campo de Dirac) ¥ 8 £ Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.3/10 ¸˜ ` a
  • 9. Ferromagneto de Heinsenberg Exemplo canônico: átomos num ferromagneto interagindo através da interação spin-spin 3 PH F PH I I B@ 3F G A Q C E3 F D Rede de átomos infinita Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.4/10 ¸˜ ` a
  • 10. Ferromagneto de Heinsenberg V RS Invariante sob rotação: transformações de TU YXW aW Fase paramagnética ` Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.4/10 ¸˜ ` a
  • 11. Ferromagneto de Heinsenberg V V RS RS Quebra de simetria TU Tc b Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.4/10 ¸˜ ` a
  • 12. Ferromagneto de Heinsenberg V V RS RS Quebra de simetria TU Tc b Aplicação de um campo externo YdW ` W Fase ferromagnética (quebra espontânea) Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.4/10 ¸˜ ` a
  • 13. Considerações Gerais Teorias com campos clássicos escalares reais e i pT V pT tV ru T V rq hf q r (1) g s c s x g v f wr Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.5/10 ¸˜ ` a
  • 14. Considerações Gerais Teorias com campos clássicos escalares reais e i pT V pT tV ru T V rq hf q r (1) g s c s x g v f wr x x p€ yp f r r  w gw Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.5/10 ¸˜ ` a
  • 15. Considerações Gerais Teorias com campos clássicos escalares reais e i pT V pT tV ru T V rq hf q r (1) g s c s x g v f wr x x p€ yp f r r  w gw Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.5/10 ¸˜ ` a
  • 16. Considerações Gerais Teorias com campos clássicos escalares reais e i pT V pT tV ru T V rq hf q r (1) g s cr i i ƒ„‚ †‡… x ƒ‚ T V T V g v ru r c c Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.5/10 ¸˜ ` a
  • 17. Considerações Gerais Teorias com campos clássicos escalares reais e i pT V pT tV ru T V rq hf q r (1) g s cr i i ƒˆ‚ †‰… x ƒ‚ T V T V g v ru r c c Estado de menor energia (‘estado de vácuo’) p u ’ g ‘“ ‘ constante t.q. ” y ‘ g p Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.5/10 ¸˜ ` a
  • 18. Um Exemplo Simples: Simetria Discreta ‘ Potencial de um campo real • ‚ – ‘™ ‚ g u ƒ‘ —˜ c Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10 ¸˜ ` a
  • 19. Um Exemplo Simples: Simetria Discreta ‘ Potencial de um campo real • ‚ – ‘™ ‚ g u ƒ‘ —˜ c Invariância sob paridade g ‘d ‘d fT g ‘V fT V ‘ ‘  b s Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10 ¸˜ ` a
  • 20. Um Exemplo Simples: Simetria Discreta ‘ Potencial de um campo real • ‚ – ‘™ ‚ g u ƒ‘ —˜ c Invariância sob paridade g ‘d ‘d fT g ‘V fT V ‘ ‘  b s T ‘V u Análise do mínimo de p u T ”V ” –X ‘ g p Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10 ¸˜ ` a
  • 21. Um Exemplo Simples: Simetria Discreta • ‚ (i) . O potencial possui apenas um mínimo ” X g‘ ” Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10 ¸˜ ` a
  • 22. Um Exemplo Simples: Simetria Discreta • ‚ (ii) . O potencial possui dois mínimos ” d •‚ € g‘ – f e ghe y s Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10 ¸˜ ` a
  • 23. Um Exemplo Simples: Simetria Discreta Escolha do estado de vácuo Quebra da Simetria  ’ g ‘“ ƒ g Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10 ¸˜ ` a
  • 24. Um Exemplo Simples: Simetria Discreta Escolha do estado de vácuo Quebra da Simetria  ’ g ‘“ ƒ g Introduzindo um novo campo para investigarmos o vácuo assimétrico ‘d ‘d ’ g “ s ‘ ”  y g Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10 ¸˜ ` a
  • 25. Um Exemplo Simples: Simetria Discreta Escolha do estado de vácuo Quebra da Simetria  ’ g ‘“ ƒ g Introduzindo um novo campo para investigarmos o vácuo assimétrico ‘d ‘d ’ g “ s ‘ ”  y g obtemos ‚ – g– g– ƒ d™ ƒi ‚ ‘d ‘d g u ‘ —˜ f f k‘ d ‘d j s Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.6/10 ¸˜ ` a
  • 26. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua Lagrangeana de uma campo escalar complexo • ‚ ‚ mf T g V pT ‘V pT stV –T ‘V ‘n ‘n ‘n q s ‘ l q (2) pT ‘V pT t‘ nV T ‘n V q u p‘ g s q o q i m‘ T g V w mT ƒV lT V{ y‘ ‚ ‘ z tr l l x s cv ™ • }|‚ ‚ T g V ‘| –| ‘| ‘n u o ‘ r ƒ u Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 27. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua Lagrangeana de uma campo escalar complexo • ‚ ‚ mf T g V pT ‘V pT stV –T ‘V ‘n ‘n ‘n q s ‘ l q (2) pT ‘V pT t‘ nV T ‘n V q u p‘ g s q o Transformação de gauge global € ~  g ‘d ‘ ‘ b ‚T V constante €  ‘d ‘n g n ‘n b ~ o ‘d ‘d fT g V fT nV ‘n p‘  o Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 28. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua Lagrangeana de uma campo escalar complexo • ‚ ‚ mf T g V pT ‘V pT stV –T ‘V ‘n ‘n ‘n q s ‘ l q (2) pT ‘V pT t‘ nV T ‘n V q u p‘ g s q o Análise do mínimo p u • ‚ T g ‘V T ”V ‘n ‘n – c ” ‘ nƒ –X ‘ g p Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 29. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua • ‚ (i) . O potencial possui apenas um mínimo ” X g‘ ” Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 30. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua • ‚ ƒ‘ (ii) . O potencial possui um máximo local em e infinitos ” ” d g mínimos „ „ † ~  •‚ | g ‘| € dˆ g‘ „ – com ‡” c y ow … s cv cv Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 31. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua g ˆ Escolha do estado de vácuo ( ) Quebra da Simetria ”  •‚ i s ’ g ‘“ XT ”V „ g cv – c Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 32. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua g ˆ Escolha do estado de vácuo ( ) Quebra da Simetria ”  •‚ i s ’ g ‘“ XT ”V „ g cv – c ‰l T V ŠmT V Introduzindo dois campos reais e l ‘d ’ ‘“ s ‘ y i m‘ T g V ƒ „w ‰l T ƒV ŠmT V{ z l l cv e substituindo na densidade de Lagrangeana Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 33. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua Obtemos „‚ ‰ƒ ‚ ‚ x ‚ x ‚ x pT ‰V pT ‰tV V pT ŠV pT ŠV q q hf – Tc g s q q ‰ƒ ‚ Š ‚ ‰ƒ ‚ Š ‚ ‚ ™ x ‰T stV –T V – „ s Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 34. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua Obtemos „‚ ‰ƒ ‚ ‹ ‚ x ‚ x ‚ x pT ‰V pT ‰tV V pT ŠV pT ŠV q q hf – Tc g s q q Ž ‘ Œ ‰ƒ ‚ Š ‚ ‰ƒ ‚ Š ‚ ‚ ™ x ‰T stV –T V – „ s “f = Densidade de Lagrangeana livre ’ ™ x ‰ƒ ‚ Š ‚ ‰T stV •f – „ – (Teoria de perturbação) ”g s Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 35. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua Obtemos „‚ ‰ƒ ‚ ‹ ‚ x ‚ x ‚ x pT ‰V pT ‰tV V pT ŠV pT ŠV q q hf – Tc g s q q Ž ‘ Œ ‰ƒ ‚ Š ‚ ‰ƒ ‚ Š ‚ ‚ ™ x ‰T stV –T V – „ s cv „‚ – Bóson escalar de massa – Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 36. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua Obtemos „‚ ‰ƒ ‚ ‹ ‚ x ‚ x ‚ x pT ‰V pT s‰ V V pT ŠV pT ŠV q q g f – Tc q q Ž ‘ Œ ‰ƒ ‚ Š ‚ ‰ƒ ‚ Š ‚ ‚ ™ x ‰T s V –T V – „ s cv „‚ – Bóson escalar de massa – Bóson escalar sem massa – Bóson de Goldstone Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 37. Modelo de Goldstone: Simetria Contínua Teorema de Golstone Se existe uma transformação contínua sob a qual é invariante, então ou Vácuo invariante Vácuo não é invariante Bósons de Goldstone — Partículas de massa nula Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.7/10 ¸˜ ` a
  • 38. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano lmT V ˜ Introduzindo o campo de gauge e substituindo as derivadas q ordinárias por derivadas covariantes ™ x qš p ˜ p ›˜ qš ™ ™ qš ™ g s qs š q š o lT V p p ˜ œ žz q ƒ b  qg q q na densidade de Lagrangeana do campo escalar complexo Eq. (2) Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 39. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano Obtemos a densidade de Lagrangeana s ™ • }|‚ s ‚ ™ x mf T g V T ‘V T st‘V ‘| –| ‘| n q qš œ œ qš ™ ™ l q Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 40. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano Obtemos a densidade de Lagrangeana s ™ • }|‚ s ‚ ™ x mf T g V T ‘V T st‘V ‘| –| ‘| n q qš œ œ qš ™ ™ l q Transformação de gauge local 9€ ¡ £   Ÿ g ‘d ¤ ¢ ‘ ‘ b ~ tr ¥r 9€ ¡ £ ~  Ÿ ‘d ‘n g n ‘n ¢ b ¦mrr ˜d mT V ˜ ˜ p q ‚ q ƒ b l qg q Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 41. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano Obtemos a densidade de Lagrangeana s ™ • }|‚ s ‚ ™ x mf T g V T ‘V T st‘V ‘| –| ‘| n q qš œ œ qš ™ ™ l q Transformação de gauge local 9€ ¡ £   Ÿ g ‘d ¤ ¢ ‘ ‘ b ~ tr ¥r 9€ ¡ £ ~  Ÿ ‘d ‘n g n ‘n ¢ b ¦mrr ˜d mT V ˜ ˜ p q ‚ q ƒ b l qg q • ‚ Para obtemos o mínimo ” d „ † ~  •‚ € g‘ „ – com ‡” c ˆd y ow s cv Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 42. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano cv •‚ ’ g ‘“ € g ˆ gƒ– „ Escolhendo de modo que , definindo ” €c s ‘d ‘ um novo campo e parametrizando ‘d ’ ‘“ s ‘ y 9¡ © £¨ cv ~  § l ‘T g V ƒ „T ‰mT VV € ¢ l cv ƒ „T ‰mT ƒV Šl T VV € z ª l Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 43. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano Obtemos a seguinte densidade de Lagrangeana „‚ ‰ ‚ ‚ x ‚ x pT ‰V pT ‰s V V q g f – Tc q ‚ ™ x ‚ x T „V qš q ˜ ˜ qš ™ ™ ƒ s q ‚ x pT ŠV pT ŠV q s q ˜ q p q „ ƒ ‘termos de interação’ Šƒ  Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 44. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano Obtemos a seguinte densidade de Lagrangeana „‚ ‰ ‚ ‚ x ‚ x pT ‰V pT ‰s V V q g f – Tc q ‚ ™ x ‚ x T „V qš q ˜ ˜ qš ™ ™ ƒ s q ‚ x pT ŠV pT ŠV q s q ˜ q p q „ ƒ ‘termos de interação’ Šƒ  cv „‚ – Bóson escalar de massa = 1 grau de liberdade – Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 45. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano Obtemos a seguinte densidade de Lagrangeana „‚ ‰ ‚ ‚ x ‚ x pT ‰V pT ‰s V V q g f – Tc q ‚ ™ x ‚ x T „V qš q ˜ ˜ qš ™ ™ ƒ s q ‚ x pT ŠV pT ŠV q s q ˜ q p q „ ƒ ‘termos de interação’ Šƒ  cv „‚ – Bóson escalar de massa = 1 grau de liberdade – | „| Bóson vetorial de massa = 3 graus de liberdade – Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 46. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano Obtemos a seguinte densidade de Lagrangeana „‚ ‰ ‚ ‚ x ‚ x pT ‰V pT ‰s V V q g f – Tc q ‚ ™ x ‚ x T „V qš q ˜ ˜ qš ™ ™ ƒ s q ‚ x pT ŠV pT ŠV q s q ˜ q p q „ ƒ ‘termos de interação’ Šƒ  cv „‚ – Bóson escalar de massa = 1 grau de liberdade – | „| Bóson vetorial de massa = 3 graus de liberdade – Bóson de Goldstone escalar sem massa = 1 grau de liberdade – Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 47. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano Obtemos a seguinte densidade de Lagrangeana „‚ ‰ ‚ ‚ x ‚ x pT ‰V pT ‰tV V q hf – Tc g s q ‚ ™ x ‚ x T „V qš q ˜ ˜ qš ™ ™ ƒ s q ‚ x pT ŠV pT ŠV q s q ˜ q p q „ ƒ ‘termos de interação’ Šƒ  cv „‚ – Bóson escalar de massa = 1 grau de liberdade – | „| Bóson vetorial de massa = 3 graus de liberdade – Bóson de Goldstone escalar sem massa = 1 grau de liberdade – ˜ Mostra que e não são coordenadas normais independentes – Š q Total = 5 graus de liberdade! Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 48. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano Notando que ‚ „‚ „ p i „ p i  q ˜ ˜ q ƒ qƒ Š Š q c   Temos o gauge unitário ou gauge-U „ p i qg d ˜ ˜ ˜ q ƒ b Š q q  i ¢¡ © £¨ §  mT d m‘ T V g V l ‘T g V ƒ „w ‰mT V{ ‘ b l l ~ l cv Substituindo na densidade de Lagangeana Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 49. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano g f ’ ƒf yf Obtemos que ” „‚ ‰ ‚ ‚ x ‚ x pT ‰V pT ‰tV V q “f – Tc ’g s q ‚ ™ x ‚ x T „V qš q ˜ ˜ qš ™ ™ ƒ s q ‰ ™ ‰s i ™ x •f – „ – ”g s ‚ ‰ ‚ ‚ x cT o V ˜ ˜ q „ ƒ ‰ƒ q cv „‚ – Bóson escalar de massa = 1 grau de liberdade – | „| Bóson vetorial de massa = 3 graus de liberdade – Total = 4 graus de liberdade!!! Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 50. Mecanismo de Higgs: Caso Abeliano Mecanismo de Higgs 1. Iniciamente 2 bósons escalares massivos + 1 bóson vetorial sem massa = «c = 4 graus de liberdade i c iƒ « 2. Obtemos ao eliminarmos o bóson de Goldstone 1 bóson escalar massivo + 1 bóson vetorial massivo = = 4 graus de liberdade i i U iƒ « « Bóson de Higgs Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.8/10 ¸˜ ` a
  • 51. Resumo Modelo de Goldstone ¬T iV Quebra espontânea de simetria global q bóson escalar massivo i s bósons escalares massivos c b bóson escalar sem massa i uƒ Mecanismo de Higgs ¬T iV Quebra espontânea de simetria local ¤ q bósons escalares massivos bóson escalar massivo c i ¥ s b bóson vetorial sem massa bóson vetorial massivo i i ƒ uƒ ¦ Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.9/10 ¸˜ ` a
  • 52. Conclusão Próximos passos Estudar o caso quântico Estudar o modelo padrão eletrofraco Aprofundar o estudo de teoria de grupos Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.10/10 ¸˜ ` a
  • 53. Conclusão Próximos passos Estudar o caso quântico Estudar o modelo padrão eletrofraco Aprofundar o estudo de teoria de grupos A Natureza parece tomar proveito das representações matemáticas simples das leis de simetria. Quando alguém pára e considera a elegância e maravilha do raciocínio matemático envolvido e compara com as consequências físicas complexas e de longo alcance, um profundo sentimento de respeito com o poder das leis de simetria nunca deixa de desenvolver. Do discurso de C. N. YANG ao receber o Nobel Introducao a Teoria Quˆ ntica de Campos II – 05 de Dezembro de 2003 – p.10/10 ¸˜ ` a