Ein Goldstoneboson ist ein hypothetisches Elementarteilchen, das dann auftritt, wenn eine Symmetrie spontan gebrochen wird. Es wurde nach Jeffrey Goldstone benannt, der 1961 das Goldstonetheorem aufstellte, das die Erzeugung dieser Teilchen vorhersagt.
Eigenschaften
Ein Goldstoneboson ist ein Boson (also ein Elementarteilchen mit ganzzahligen Spin). Im Fall des Goldstonebosons beträgt der Spin 0, das Goldstoneboson ist also ein Skalar-Teilchen.
Das Goldstonetheorem
Das Goldstonetheorem ist ein Theorem in der theoretischen Physik. Es sagt aus, dass beim spontanen Bruch einer Symmetrie vorher nicht vorhandene Skalar-Teilchen, die Goldstonebosonen, entstehen. Eine Symmetriebrechung tritt dann auf, wenn ein System aus einem symmetrischen Zustand in den Zustand niedrigster Energie übergeht (Vakuumzustand), der nicht mehr symmetrisch ist. Als Analogie kann ein Beispiel aus der Festkörperphysik betrachtet werden: bei ferromagnetischen Materialien sind die Gesetze, die sie beschreiben, invariant unter Drehungen im Raum. Oberhalb der Curie-Temperatur ist die Magnetisierung gleich null - also ebenfalls invariant unter räumlichen Drehungen. Unterhalb der Curie-Temperatur hat die Magnetisierung einen konstanten, von Null verschiedenen Wert und zeigt in eine bestimmte Richtung. Die Invarianz unter räumlichen Drehungen (also die Symmetrie) ist gebrochen.
Weblinks
Literatur
- J. Goldstone: In: Il Nuovo Cimento. 19/1961, S. 154
- J. Goldstone, A. Salam, S. Weinberg, Broken Symmetries, Phys. Rev. 127, 965–970 (1962)