Nobel 2008 dla Nambu 南部 陽一郎 小林 誠 益川 敏英

Yoichiro Nambu: „za odkrycie mechanizmu spontanicznego łamania symetrii w fizyce subatomowej„ (50%) Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa: „za odkrycie mechanizmu złamanej symetrii, przewidującego istnienie przynajmniej trzech rodzin kwarków w przyrodzie„ (50%) [Prof. M. Różańska]

Symetrie FIZYKA teoria oddziaływań elementarnych

Złamana symetria LUSTRO

Yoichiro Nambu ur. 18.01.1921, Tokio Tokio Osaka, Princeton, Chicago (1958-) US National Medal of Science (1982) Dirac Medal (1986) J.J. Sakurai Prize (1994) Wolf Prize in Physics (1994/1995) Nobel Prize in Physics (2008)

… 1935 Hideki Yukawa, siły jądrowe jako wymiana pionu (Nobel 1949) 1947 odkrycie naładowanych pionów 1947 Feynman, Schwinger, Sin-Itiro Tomonaga, metody kwantowej teorii pola (Nobel 1965) 1949 - K+, p0,… 1952 Danysz, Pniewski, hiperjądra 1954 Yang, Mills, teoria cechowania 1956 Wu, łamanie parzystości w oddziaływaniach słabych 1960 Nambu, spontaniczne łamanie symetrii 1961 Goldstone, bozony Nambu-Goldstone’a 1961 Gell-Mann, Ne’eman, Kazuhiko Nishijima, poósmna ścieżka, SU(3)F 1963 Cabibbo, mieszanie prądów zapachowych 1964 Gell-Mann, Zweig, kwarki u, d, s 1964 mechanizm Higgsa 1964 Cronin, Fitch, łamanie CP w rozpadach K0L 1964 OZI rule 1965 Greenberg, Han, Nambu, kolor 1967 Weinberg, Salam, oddziaływania elektrosłabe 1968 partony 1970 GIM, czwarty kwark c 1970 Nambu, dualna teoria strun 1973 Kobayashi, Maskawa, CP wymaga 3 rodzin kwarków, macierz CKM 1973 Fritzsch, Gell-Mann, chromodynamika kwantowa 1973 Gross, Politzer, Wilczek, asymptotyczna swoboda 1974 odkrycie J/y - kwark c 1974 Model Standardowy 1979 Weinberg, teorie efektywne 1984 Gasser, Leytwyler, chiralny rachunek zaburzeń

Jawne łamanie symetrii (ciągłej, wewnętrznej) pola s(x), p(x) w każdym punkcie przestrzeni

Symetria (globalna) faza Wignera

częstość oscylacji – masa cząstki

Spontaniczne łamanie symetrii model s Hamiltonian posiada symetrię, stan podstawowy (próżnia) - nie Tw. Goldstone’a: każdemu złamanemu generatorowi globalnej symetrii Hamiltonianu odpowiada bezmasowa cząstka bozon Nambu-Goldstone’a, faza Nambu-Goldstone’a

Spontaniczne + niewielkie jawne łamanie symetrii miękki mod: pseudo-bozon Nambu-Goldstone’a

Dynamiczne łamanie symetrii – model Nambu—Jona-Lasinio

A Model of Leptons. Steven Weinberg (MIT, LNS) . 1967. Published in Phys.Rev.Lett.19:1264-1266,1967. TOPCITE = 6000+ 2) The Large N limit of superconformal field theories and supergravity. Juan Martin Maldacena (Harvard U.) . HUTP-98-A097, Nov 1997. 19pp. Published in Adv.Theor.Math.Phys.2:231-252,1998, Int.J.Theor.Phys.38:1113-1133,1999. Also in *Buenos Aires 1998, Trends in theoretical physics 2* 51-63 e-Print: hep-th/9711200 3) CP Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction. Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa (Kyoto U.) . 1973. Published in Prog.Theor.Phys.49:652-657,1973. TOPCITE = 5000+ … 32) Dynamical Model of Elementary Particles Based on an Analogy with Superconductivity. 1. Yoichiro Nambu, G. Jona-Lasinio (Chicago U., EFI) . 1961. Published in Phys.Rev.122:345-358,1961. TOPCITE = 2000+

Dynamiczne łamanie symetrii chiralnej, bezmasowy pion, masywny kwark konstytuentny (szczelina energetyczna)

Kwark konstytuentny

Symetria chiralna w QCD Oddziaływania silne (QCD) posiadają globalną spontanicznie złamaną dwuzapachową symetrię chiralną, złamaną jawnie w małym stopniu poprzez masy kwarków u i d (kilka MeV). SUL(2)xSUR(2)

Fenomenologia – ogólne rozważania: masa pionu (140MeV) znacznie mniejsza, niż inne skale hadronowe brak dubletów parzystości, typowych dla fazy Wignera związek Goldbergera-Treimana + kilka % długości niskoenergetycznego rozpraszania p-N i p-p reguła sum Adlera-Weisbergera gA2-1=… Tw. niskoenergetyczne, algebra prądów, związki miedzy amplitudami, chiralny rachunek zaburzeń … (tuziny związków)

Jeszcze o modelu NJL Model pionów oddziałujących z fotonami (i bozonami pośredniczącymi), mnóstwo wyników, np. partonowa funkcja struktury pionów dane: E615 [WB, Ruiz Arriola, Golec-Biernat, PRD 08]

Diagram fazowy QCD Kondensat chiralny jest parametrem porządku (jeśli masy kwarków=0) W wysokich temperaturach symetria chiralna jest odtworzona (faza Wignera) - RHIC, LHC

Dla symetrii lokalnej (cechowania) analogiem mechanizmu Nambu-Goldstone’a jest mechanizm Higgsa, gdzie bezmasowe bozony są „zjedzone” przez powstające stopnie swobody bozonów pośredniczących, które stają się masywne Nambu: …, kolor, struny, r. Bethego-Salpetera, mechanizm Higgsa, …

Arigatou gozaimasu.