Левые и правые фермионы

  1. Есть ли простой интуитивный способ понять разницу между левыми и правыми фермионами (скажем, электронами)?
  2. Как экспериментально их различить?

Ответы (3)

По первому вопросу такого общего правила быть не может. Причина та же, почему нет интуитивного способа понять разницу между вашим правым и левым ботинком — они просто отражения друг друга, но ни один из них не является более фундаментальным (при условии, что вы не пират).

Другими словами, вся разница (которая действительно имеет значение) исходит из данной теории. Если теория п -симметричные (такие как электромагнетизм) вы не можете различить их (поэтому вы не слышали, чтобы кто-нибудь говорил о правых или левых электронах в курсах классической физики; там были только электроны). С другой стороны, если теория нарушает п -симметрии у вас есть шанс, так как один тип частиц будет взаимодействовать иначе, чем другой. Например, слабые взаимодействия нарушают п -симметрия, так что только левые электроны и левые нейтрино могут образовывать слабый изоспиновый дублет (как и правые античастицы).

Я оставлю экспериментальную часть вопроса кому-то более образованному в этих вопросах. Но, например, для нейтрино вы могли бы измерить спиральность (которая так же хороша, как и хиральность, поскольку нейтрино почти не имеют массы), которая является проекцией спина на импульс. Вы знаете направление импульса (поскольку вы знаете, где произошло столкновение и где вы зарегистрировали частицу), и я полагаю, что существуют стандартные методы измерения проекции спина в произвольном направлении (но я допускаю полное невежество в этих экспериментальных вопросах).

Можем ли мы сказать, что левый и правый электроны — разные частицы?
@Revo: хм, я бы, наверное, не сказал разные частицы. Это просто разные поляризации одной и той же частицы (подобно тому, как у света вы получаете две круговые поляризации). С другой стороны, благодаря слабому взаимодействию эти две поляризации ведут себя в определенных ситуациях совершенно по-разному, и поэтому может быть полезнее рассматривать их как разные частицы. В любом случае, разные они или одинаковые - это просто ярлык, зависящий от вашего определения «разных» и «частиц». В этом обсуждении мало физики.
@ Revo --- Мне нравится думать о правовращающих и левосторонних электронах как о разных частицах, потому что левосторонний электрон образует слабый дублет SU (2) с нейтрино, поэтому слабый SU (2) вращает их друг в друга, в то время как правый электрон совсем один. Поглощение частиц конденсата Хиггса постоянно превращает правосторонние электроны в левовращающие, поэтому собственное состояние физической массы, физический электрон, имеет массу и не может быть разделено на правое и левое.

Этот пост спиральность-хиральность-масса-и-хиггс в квантовых дневниках очень интересен
, и я думаю, что он предлагает объяснение, которое вы ищете, с красивой графикой.

Сообщение в блоге Lubos Motl (более техническая точка зрения на эту тему)

(оба поста перелинкованы)

Примерами устройств, используемых для измерения спиральности электронов (текущего состояния поляризации, а не хиральности), являются поляриметр Мёллера (который использует, например, железную мишень, где спины атомов железа выравниваются с помощью внешнего магнитного поля) и поляриметр Комптона (который использует поляризованный лазерный луч, т. е. фотоны в качестве партнеров по рассеянию).

Измерение спиральности работает путем рассеяния электронов от другой поляризованной частицы (т.е. с хорошо известной поляризацией) и использования того факта, что скорость взаимодействия (сечение) зависит от спиральности электрона.

Спиральность (электронного) нейтрино была экспериментально измерена с помощью эксперимента Гольдхабера (похоже, есть только немецкая версия этой статьи в Википедии).

Левые и правые фермионы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v