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geringe Massen. Leptonen und Myonen haben positive oder
negative Ladung. Von den leichtesten Leptonen, den Neutrinos
(ν) und Antineutrinos (ν¯), gibt es zwei Sorten: Elektron-Neu-
trinos (ν
e
) und Myon-Neutrinos (ν
μ
). Einer der aufregendsten
Unterschiede wurde in den 50er Jahren entdeckt: Während
die elektromagnetische Wechselwirkung räumlich spiegelungs-
invariant ist, verletzt die schwache Wechselwirkung die Parität
maximal.
Trotz dieser Unterschiede schlugen Weinberg, Salam und
Ward einen Vereinigungszustand beider Kräfte vor und gingen
dabei von einer Symmetriehypothese aus. Sie nahmen an, daß
in einem hypothetischen Anfangszustand hoher Energie von
etwa 100 Giga-Elektronenvolt (1 GeV= 1 Milliarde Elektronen-
volt) die schwache und elektromagnetische Wechselwirkung
ununterscheidbar sind und in diesem Sinne eine gemeinsame
Kraft bilden, die mathematisch durch eine SU(2)xU(1)-Sym-
metrie beschrieben wird. 1983 konnten diese Symmetriezu-
stände mit hohem Energieaufwand in CERN realisiert werden.
Bei kritischen Werten niedrigerer Energie bricht die Symmetrie
spontan in zwei Teilsymmetrien U(1) und SU(2) auseinander,
die der elektromagnetischen und schwachen Wechselwirkung
entsprechen. Dieser Vorgang wird hier durch den sogenannten
Higgs-Mechanismus erklärt.
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Anschaulich ist das Konzept der spontanen Symmetriebre-
chung aus vielen physikalischen Bereichen bekannt: Ein Ei
besitzt in Bezug auf seine Längsachse Rotations- und Spiege-
lungssymmetrie. Stellt man es senkrecht auf eine Tischplatte
und überläßt es sich selber, so rollt es auf die Seite und bleibt
in irgendeiner Richtung liegen: Die Symmetrie des Eis relativ
zur senkrechten Achse auf dem Tisch ist gebrochen, wobei die
Symmetrie der Eischale erhalten bleibt. Die Symmetriebre-
chung ist spontan, da die Orientierungsrichtung, in der das Ei
schließlich liegen bleibt, nicht voraussagbar war. Die Ursache
ist in diesem Fall die Gravitation der Erde, die das Ei einen
energetisch günstigeren Zustand einnehmen läßt: Der symme-
trische Zustand relativ zur senkrechten Achse der Tischplatte
war energetisch nicht stabil.
