6. Enrico Borghi – Trasformazioni di gauge e meccanismo di Higgs


In questo studio il concetto di trasformazione/invarianza di gauge viene introdotto dapprima nel modo in cui storicamente si è presentato all’attenzione dei fisici, cioè come la proprietà delle equazioni di Maxwell di rimanere invariate in forma per una trasformazione riguardante i potenziali elettromagnetici (e, peraltro, non a carico delle coordinate spaziotemporali di  cui questi sono funzione, ma a carico delle stesse espressioni dei potenziali) e poi, in Teoria quantistica dei campi, come una procedura  che, applicata alla espressione della densità lagrangiana di un sistema fisico insieme con una trasformazione locale di fase delle relative coordinate lagrangiane,  è in grado di mettere in evidenza importanti proprietà di simmetria.

Si può così mostrare che l’invarianza per una trasformazione locale di fase della densità lagrangiana associata a un sistema fisico quantisticamente descritto richiede l’introduzione di una teoria interagente basata su campi dotati di libertà di gauge e determina inoltre il tipo di interazione (o accoppiamento), un fatto su cui ha potuto essere costruito quello che è attualmente conosciuto come il Modello Standard delle interazioni fondamentali delle particelle (con esclusione delle interazioni gravitazionali).

Questo studio è corredato da alcune Appendici; nell’Appendice C viene data una presentazione intuitiva del concetto di densità lagrangiana, oggetto matematico attorno al quale ruota il concetto di trasformazione/invarianza di gauge. 

Segnalo infine che i passaggi formali di cui in questo studio non viene data giustificazione si trovano sviluppati nell’Appendice A del post  “Reinterpretare l’Elettromagnetismo maxwelliano per spiegare la Meccanica quantistica”.

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