Mostrar código-fonte de Quebra espontânea de simetria

{{Teoria quântica de campos|Topico-c=Pano de fundo}}{{Modelo padrão da física de partículas}}
'''Quebra espontânea de simetria''' é um processo pelo qual um sistema [[Simetria#Física|simétrico]] passa, de forma espontânea, para um estado não simétrico. Este tipo de processo, incomum na natureza [[física]], é vital para a compreensão do [[modelo padrão]] das [[Partícula fundamental|partículas fundamentais]], que é um dos mais importantes ramos da [[física moderna]].

== Definição ==
Para que uma quebra espontânea de simetria ocorra, deve necessariamente haver um sistema no qual existam diversos estados subsequentes com iguais [[probabilidade]]s de ocorrer. Este sistema, como um todo, então é tratado como um ''sistema simétrico''. Entretanto apenas um dos estados subsequentes deve ocorrer e toda a probabilidade dos inúmeros estados diversos é reduzida a zero, já que não há mais simetria. Então, é dito que a simetria do sistema foi espontaneamente quebrada.

=== Definição formal ===
Quando uma teoria é dita simétrica com respeito à um [[grupo simétrico]], mas afirma que um elemento deste [[Grupo (matemática)|grupo]] é distinto, então uma quebra espontânea de simetria ocorreu, ou seja, pela teoria, não é necessário que se identifique o elemento e sim apenas que haja um elemento distinto.

== Importância no modelo padrão ==
{{principal|Mecanismo de Higgs}}
Sem a quebra espontânea de simetria o [[modelo padrão]] prediz a existência de um determinado número de [[partículas]]. Entretanto, algumas destas partículas (os [[bosões W e Z]], por exemplo) são preditos de não possuir [[massa]], quando na realidade eles possuem massa. Esta era a maior falha do modelo até que o [[físico]] [[Escócia|escocês]] [[Peter Higgs]] e outros propuseram, através do que ficou conhecido por [[mecanismo de Higgs]], o uso da quebra espontânea de simetria para comportar massa nestas partículas. O mecanismo por sua vez prediz a existência de uma nova partícula, o [[bosão de Higgs]]. O bosão/bóson de Higgs foi detectado no LHC do [[CERN]] em Julho de 2012, com probabilidade maior que 5 sigmas de ser verdadeira tal identificação.

== Uso na matemática ==
[[Ficheiro:Mexican hat potential polar.svg|270px|thumb|Gráfico conhecido por função potencial do chapéu mexicano.]]
Na [[matemática]] o uso mais comum da quebra espontânea de simetria é pelo uso da [[Função de Lagrange]], a qual essencialmente indica como um sistema irá se comportar por meio de termos potenciais

:<math>(1) \qquad \mathcal{L} = \partial^\mu \phi \partial_\mu \phi - V(\phi).</math>

É neste termo potencial <math>V(\phi)</math> que a ação da quebra de simetria ocorre. Como demonstra o gráfico do chapéu mexicano

:<math>(2) \qquad V(\phi) = -10|\phi|^2 + |\phi|^4 \,</math>

Este termo potencial possui vários possíveis mínimos dados por

:<math>(3) \qquad \phi = \sqrt{5} e^{i\theta} </math>

para qualquer real no intervalo <math>0 < \theta < 2\pi</math>. Este sistema também possui um estado do [[vácuo quântico]] que corresponde ao <math>\phi = 0</math>, este estado possui um [[grupo unitário]] simétrico. Entretanto, uma vez que o sistema atinja um estado específico no vácuo (que corresponda a um valor para <math>\theta</math>) a simetria será espontaneamente quebrada.

== Exemplos fora da Física ==
O fenômeno da quebra espontânea de simetria também é encontrado em  Dinâmica de Tráfego de Veículos,<ref>{{Citar periódico|ultimo=Appert-Rolland|primeiro=C.|coautores=H. J.|data=2010-01-01|titulo=Spontaneous symmetry breaking in a two-lane model for bidirectional overtaking traffic|jornal=Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment|volume=2010|numero=08|paginas=P08024|issn=1742-5468|doi=10.1088/1742-5468/2010/08/P08024|url=http://stacks.iop.org/1742-5468/2010/i=08/a=P08024|idioma=en}}</ref> sistemas difusivos,<ref>{{Citar periódico|ultimo=Evans|primeiro=M. R.|coautores=D. P.|data=1995-01-09|titulo=Spontaneous Symmetry Breaking in a One Dimensional Driven Diffusive System|jornal=Physical Review Letters|volume=74|numero=2|paginas=208–211|doi=10.1103/PhysRevLett.74.208|url=http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.74.208}}</ref> econômicos<ref>{{Citar periódico|ultimo=Sornette|primeiro=Didier|data=2000-09-01|titulo=Stock market speculation: Spontaneous symmetry breaking of economic valuation|jornal=Physica A: Statistical Mechanics and its Applications|volume=284|numero=1–4|paginas=355–375|doi=10.1016/S0378-4371(00)00261-2|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378437100002612}}</ref> e sociais.<ref>{{Citar periódico|ultimo=Lallouache|primeiro=Mehdi|coautores=Anindya S.|data=2010-11-16|titulo=Opinion formation in kinetic exchange models: Spontaneous symmetry-breaking transition|jornal=Physical Review E|volume=82|numero=5|paginas=056112|doi=10.1103/PhysRevE.82.056112|url=http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.82.056112}}</ref>

== Ver também ==
* [[Simetria CP]]

{{Referências}}

== Ligações externas ==
* {{Link|en|2=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/forces/unify.html#c2 |3=Quebra espontânea de simetria |4=- [[Universidade do Estado da Geórgia]]}}

{{Portal3|Matemática|Física}}

{{DEFAULTSORT:Quebra Espontanea Simetria}}
[[Categoria:Teoria quântica de campos]]
[[Categoria:Simetria]]