32.2. Структура бозонного сектора. В основе модели лежит гипотеза о существовании двух калибровочных полей. Одно из них (

) трехкомпонентно и отвечает присоединенному представлению группы

а второе (

) однокомпонентно и его калибровочная группа —

Таким образом, калибровочная группа модели Вайнберга — Салама — это полупростая группа

Она содержит два числовых параметра, обозначаемых

и

Четыре калибровочные векторные частицы необходимы для описания трех промежуточных (массивных) мезонов и фотона. Из четырех частиц две (компоненты

) заряжены и две (

и

) нейтральны. Поскольку поля

и

имеют одинаковые квантовые числа, между ними возможно смешивание. Физические нейтральные векторные частицы — фотон и массивный

-мезон оказываются суперпозициями полей

и

Чтобы сделать векторные мезоны массивными, используют механизм спонтанного нарушения симметрии (см. § 11.3), для чего вводят вспомогательное двухкомпонентное комплексное (четыре степени свободы) скалярное поле

Три степени свободы из четырех уходят на то, чтобы с помощью механизма Хиггса «создать» по лишнему поляризационному состоянию у трех векторных компонент, а четвертое приводит к физическому массивному бозону Хиггса.
Таким образом, бозонный сектор модели Вайнберга — Салама основывается на лагранжиане

Здесь

— тензор абелева поля

— тензор неабелева поля

поле

— изотопический (калибровочной группы

) дублет комплексных полей

— ковариантные производные:

Спонтанное нарушение симметрии реализуется сдвигом на действительную константу

второй компоненты поля

:

В результате сдвига член

дает следующий вклад в «массовую матрицу» (т. е. в члены, билинейные по компонентам

):
![$$\dfrac{g^2\eta^2}{4}[(A^1_\nu)^2+(A^2_\nu)^2]+\dfrac{\eta^2}{4}[gA^3_\nu-g_1B_\nu]^2.\eqno(7)$$ $$\dfrac{g^2\eta^2}{4}[(A^1_\nu)^2+(A^2_\nu)^2]+\dfrac{\eta^2}{4}[gA^3_\nu-g_1B_\nu]^2.\eqno(7)$$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/c/2/2c23ac04769da4f10edbaff2e19e17cf82.png)
Диагонализация этого вклада выполняется линейным преобразованием

где

Вводя обозначения

запишем форму (7) в виде

Здесь в целях дальнейшего удобства введены новые взаимно комплексно-сопряженные поля для промежуточных заряженных мезонов (
в сегодняшней терминологии промежуточных бозонов. М.):

Если представить компоненты дублета

в виде

то последний член в (4) приводит к выражению

из которого явствует, что поле

имеет массу

а компоненты

представляют собой голдстоуновские поля. Они могут быть устранены калибровочным преобразованием, в результате которого три компоненты неабелева калибровочного поля приобретают лишнюю поляризационную компоненту (эффект Хиггса). В итоге последний член правой части (4) сведется к
32.3. Фермионный сектор. Как известно, слабое взаимодействие не сохраняет четность. Правополяризованное нейтрино на опыте не наблюдается. Поэтому структура фермионного сектора лептонов в первую очередь должна учесть эти свойства. С этой целью левополяризованная компонента электронного спинора

и электронное нейтрино

объединяются в «левый» дублет

а правополяризованная часть

образует «правый» синглет относительно группы

:

Аналогичные мультиплеты вводятся для мюона и мюонного нейтрино:

Такая структура мультиплетов удобна тем, что позволяет оставить в заряженных составляющих слабых токов лишь левые компоненты лептонов, объединенные в дублеты

Считая, что левые дублеты участвуют в калибровочном взаимодействии группы

а правые связаны лишь с абелевой подгруппой, приходим к следующим членам в лагранжиане:
Здесь мы опустили нижние индексы (ц) и (v), подразумевая, что по ним необходимо произвести независимое суммирование.
Прямое введение массовых членов для лептонов

нарушает калибровочную инвариантность. Однако если предположить, что мультиплеты

и

подобно калибровочным полям

и

взаимодействуют со скалярным полем

введенным в (4), то они приобретут массу в результате спонтанного нарушения симметрии.
Полагая, что соответствующий член взаимодеиствия имеет юкавскую форму
![$$-G\left[(\bar{L}(x)\tilde{\varphi}(x))R(x)+\bar{R}(x)\left(\mathop{\tilde{\varphi}}\limits^{*}(x)L(x)\right)\right],\eqno(16)$$ $$-G\left[(\bar{L}(x)\tilde{\varphi}(x))R(x)+\bar{R}(x)\left(\mathop{\tilde{\varphi}}\limits^{*}(x)L(x)\right)\right],\eqno(16)$$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/0/b/f0b4e43a68eb95d1066f5c291439d0e982.png)
получаем, что в результате «сдвига» (6) поля

на константу в лагранжиане появляются массовые лептонные члены

причем

Таким образом, полное выражение для лептонной части лагранжиана, основанное на слагаемых (15), (16) и записанное в переменных

будет иметь вид

где

получается из

заменой

и

— свободный лагранжиан полей

:
Из формулы (19) вытекает, что константы электромагнитного взаимодействия

и слабого взаимодействия в форме Ферми

связаны с

и

формулами (1).
Напомним еще, что масса хиггсова бозона та выражается через параметры лагранжиана формулой (12).