Когда частица вращается в том же направлении, что и ее импульс, она имеет правую спиральность, а в противном случае — левую. Однако нейтрино обладают некоторой врожденной спиралью, называемой хиральностью. Но они могут иметь любую спиральность. Чем хиральность отличается от спиральности ?
На первый взгляд кажется, что хиральность и спиральность не имеют никакого отношения друг к другу. Спиральность, как вы сказали, зависит от того, выровнен ли спин или нет с импульсом. Хиральность — это как ваша левая рука против вашей правой руки. Это просто свойство, которое отличает их друг от друга, но в обратном порядке через зеркальное отображение — ваша левая рука выглядит точно так же, как правая, если вы смотрите на нее в зеркало, и наоборот. Однако, если вы выполните математику, вы обнаружите, что они связаны. Спиральность не является неотъемлемым свойством частицы из-за относительности. Предположим, у вас есть массивная частица со спином. В одном кадре импульс может быть выровнен с вращением, но вы можете просто увеличить до кадра, где импульс указывает на другое направление (увеличение означает просмотр из кадра, движущегося относительно исходного кадра). Но если частица не имеет массы, она будет двигаться со скоростью света, и поэтому вы не сможете обогнать ее. Таким образом, вы не можете изменить его спиральность, меняя кадры. В этом случае, если он «хиральный правый», он будет иметь правую спиральность. Если он «хирально левый», он будет иметь левостороннюю спираль. Так что хиральность, в конце концов, имеет какое-то отношение к естественной спиральности в безмассовом пределе.
Обратите внимание, что хиральность — это не только свойство нейтрино. Это важно для нейтрино, потому что неизвестно, существуют ли обе киральности. Возможно, что существуют только левые нейтрино (и только правые антинейтрино).
Спиральность легко определить; хиральность более тонкая.
Спиральность частицы — это нормированная проекция спина на направление импульса. Если спин больше направлен в том же направлении импульса, чем против него, то спиральность положительна; в противном случае он отрицателен.
Хиральность связана с тем, как трансформируются свойства частицы, когда они описываются относительно той или иной инерциальной системы отсчета. Разница между правшами и левшами аналогична разнице между контравариантными и ковариантными 4-векторами, но сейчас мы говорим о спинорах. Для безмассовой спиновой получастицы и спин, и импульс могут быть извлечены из одного спинора. При переходе от одной системы отсчета к другой следует использовать обычное преобразование Лоренца для правого спинора и обратное преобразование Лоренца для левого спинора. Таким образом, хиральность является неотъемлемым свойством такой частицы, но такое, влияние которого проявляется только таким тонким образом. Это влияет, например, на то, как спинор входит в уравнение Вейля.
Массивные частицы с половинным спином, такие как электроны, имеют свой спин и импульс, описываемые спинорами Дирака, которые состоят из двух спиноров Вейля, по одному каждой хиральности.
Что отличает нейтрино (рассматриваемое здесь как безмассовое) от антинейтрино, так это прежде всего его киральность. Но всякий раз, когда только один двухкомпонентный спинор описывает и импульс, и спин, обнаруживается, что спиральность для такой частицы может принимать только одно значение (а для античастицы она принимает противоположное значение). Таким образом, спиральность и хиральность имеют одно и то же значение, но это не означает, что это одно и то же.
Когда данный тип частицы может иметь только одну спиральность, возникает ситуация, которая не соблюдает четность (зеркальное отражение) симметрии. Это лежит в основе нарушения инвариантности по четности слабым взаимодействием.
Хиральность и спиральность — одно и то же в безмассовом пределе. Под этим я подразумеваю, что любой термин может использоваться взаимозаменяемо в безмассовом пределе (напомним, что условием для безмассовых частиц является то, что они обязательно движутся со скоростью с). И да, вы правы в том, что нет никакой системы отсчета, в которой мы могли бы гипотетически увеличить мощность, скажем, фотон, и обнаружить, что спиральность перевернулась. При этом существуют и массивные частицы с определенной киральностью. Это связано со вращением и процессом, называемым квантовой интерференцией . Объяснение уходит своими корнями глубоко в понимание квантовой механики и теории поля. Это многословно и математически. Но это важнок полному пониманию Стандартной модели. Смотри и исследуй! И если у вас есть еще вопросы, мы будем рады ответить. Удачи.
Спиральность и хиральность — не одно и то же в безмассовом пределе. Они не связаны. Спиральность — это внешнее физическое свойство, связанное с выравниванием спина и импульса; хиральность связана со слабыми взаимодействиями. Хиральность больше похожа на электрический заряд или сильный цветовой заряд, чем на импульс.
Так вот как я это вижу...
...частица вращается,
если направление импульса = направлению вращения, спиральность положительна, если направление импульса <> направление вращения, спиральность отрицательна...
хиральность дополняет спиральность в этом...
если элементы (импульс и вращение) меняются местами, наблюдается тот же результат, но противоположный по направлению.
Марек