Вырожде́ние ва́куума, вырождение основного (с наименьшей плотностью энергии) состояния квантово-механической системы с бесконечным числом степеней свободы (макроскопические тела или квантовые поля). Вырождение физического вакуума возникает при спонтанном нарушении симметрии, когда вакуумное состояние системы, обладающей некоторой симметрией $G$ (непрерывной или дискретной), оказывается неинвариантным относительно этой симметрии: преобразования симметрии переводят один вакуум в другой с тем же значением плотности энергии. Такие преобразования нельзя задать операторами, действующими в одном и том же пространстве векторов состояний данной системы. Иными словами, различные вакуумы определяют разные пространства состояний системы. Из инвариантности вакуума относительно симметрии $G$ следует инвариантность гамильтониана (т. н. теорема Коулмена). Обратное утверждение в общем случае неверно из-за возможного вырождения вакуума. Наличие вырождения вакуума проявляется в существовании неинвариантных относительно $G$ вакуумных средних значений операторов полей, описывающих систему.

В качестве наглядного образа вырождения вакуума можно представить неподвижную лодку на совершенно спокойной поверхности озера. Она может быть в любой точке озера (инвариантность относительно трансляций) и составлять любой угол по отношению к системе координат на поверхности воды (инвариантность относительно поворотов вокруг оси, перпендикулярной поверхности озера). Все эти состояния системы «лодка + вода в озере» имеют одну и ту же минимальную энергию и образуют её вырожденные основные состояния («вакуумы»). Основное состояние, соответствующее любому заданному положению и углу поворота лодки, неинвариантно относительно трансляций и поворотов.

Примером вырождения вакуума в теории твёрдого тела может служить основное состояние изотропного ферромагнетика, в котором вектор намагниченности $\boldsymbol M$ отличен от нуля и произвольно ориентирован в пространстве. Каждому направлению $\boldsymbol M$ соответствует свой «вакуум» (основное состояние). Вакуум, соответствующий данному $\boldsymbol M$, инвариантен относительно вращений вокруг оси, направленной по $\boldsymbol M$, и неинвариантен относительно любых других вращений.

В квантовой теории поля для описания вырождения вакуума удобно пользоваться эффективным потенциалом системы $V_{эфф}(\boldsymbol u_c)$, определяющим плотность энергии в вакуумном состоянии, для которого вакуумные средние значения вектора полей $\boldsymbol u(x)=(\boldsymbol u_1(x), …, \boldsymbol u_n(x))$ равны постоянному вектору $\boldsymbol u_c$ [$x$ – пространственно-временнáя точка, $x=(t, x^1, x^2, x^3)$; используется система единиц $ℏ=с=1]$. Истинный физический вакуум соответствует значению $\boldsymbol u_c=\boldsymbol u_{c0}$, при котором $V_{эфф}$ имеет абсолютный минимум. В нулевом приближении $V_{эфф}$ совпадает с потенциальной функцией лагранжиана классических полей.

Т. к. минимум потенциала не зависит от направления вектора поля, имеется вырождение вакуума, полностью аналогичное вырождению для ферромагнетика, причём вектор $\boldsymbol u_{c0}$ аналогичен вектору $\boldsymbol M$.