對稱性自發(fā)破缺是啥意思？誰發(fā)現(xiàn)的

物理體系從高溫到低溫的過程中，或者從高能級到基態(tài)的過程中，從一個(gè)對稱的體系變得不對稱的過程，稱為對稱性自發(fā)破缺

最簡單的對稱性自發(fā)破缺

將一根火柴棍直立在桌上，這時(shí)火柴棍與重力，桌面構(gòu)成的體系具有以火柴棍為軸的旋轉(zhuǎn)對稱性。火柴棍如果圓頭朝下，那肯定是立不穩(wěn)的，總會(huì)倒下，指向某個(gè)特定的方向，破壞先前的旋轉(zhuǎn)對稱性。這一過程中，對稱性從有到無，自發(fā)地消失，因此叫做對稱性自發(fā)破缺。

順磁鐵磁相變中的對稱性自發(fā)破缺

大家常見的永磁鐵通常都是鐵磁體。鐵磁體隨著溫度的升高，磁性會(huì)逐漸下降。直到超過某個(gè)特定的溫度后，磁性會(huì)完全消失。在這個(gè)溫度以上，只要沒有外界磁場，磁體不能自己產(chǎn)生磁場，這時(shí)鐵磁體已仔宴經(jīng)變成順磁體。這個(gè)攔棚轉(zhuǎn)變溫度稱為居里溫度。將居里溫度以上的材料逐漸降溫，材料會(huì)由不能自己保留磁場的順磁體變回能夠自己產(chǎn)生磁場的鐵磁體。只要溫度降得足夠緩慢，恢復(fù)后的鐵磁體往往會(huì)帶有磁場?？紤]材料在居里溫度以上到居里溫度下這個(gè)轉(zhuǎn)變。在居里溫度以上，磁體是往往是各向同性的（某些特殊材料除外）。物理體系具有很大的對稱性。從宏觀上看，這時(shí)材料沒有磁性，因此也不存在特定的方向。當(dāng)溫度降低時(shí)，磁體恢復(fù)磁性。如果沒有外界磁場誘導(dǎo)，恢復(fù)的磁場方向?qū)⑹请S機(jī)的，這跟之前處在一個(gè)沒有特殊方向的狀態(tài)相關(guān)。材料恢復(fù)磁場，說明它內(nèi)部選擇了某一個(gè)特定的方向作為體系的特定方向。對稱性不再保持。這一相變，由具有對稱性的狀態(tài)，自動(dòng)變到了不具有對稱性的狀態(tài)，就是對稱性自發(fā)破缺

粒子物理中的對稱性自發(fā)破缺我們所處的世界

粒子物理學(xué)家認(rèn)為，我們所處的世界相對于理論物理中的某些能標(biāo)，是一個(gè)能量很低的狀態(tài)。因此，只要構(gòu)成我們世界的基本規(guī)律允許，我們完全有可能處在一個(gè)對稱性自發(fā)破缺了的世界。理論物理學(xué)家用對稱性自發(fā)破缺解釋弱相互作用和電磁相互作用的分離，其中最重要的機(jī)制是希格斯機(jī)制。涉及到的一系列理論被稱為粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型。在該理論下，電磁相互作用和弱相互作用原本是同一個(gè)相互作用，稱為電弱相互作用。電弱相互作用與西格斯場耦合，由于西格斯場具有特殊的勢函數(shù)，而世界又要選擇能量低的狀態(tài)。那么，西格斯場將會(huì)由原來具有su(2)對稱性的場破缺為簡戚則沒有對稱性的場。破缺使得傳遞弱相互作用的粒子獲得很大的質(zhì)量，從而弱相互作用比電磁作用弱得多。