Википедия утверждает, что фотон имеет спин, равный 1 .
Я хочу знать следующее: существуют ли два возможных спина для фотонов, то есть +1 и -1 (как у электронов, которые могут иметь +1/2 или -1/2 )?
Если квантовое число спина (то же самое, что и «спин»?) должно быть по существу положительным (цитируя Википедию : « Традиционное определение квантового числа спина, s, таково: s = n/2, где n может быть любым не- отрицательное целое число "), то каков термин для возможных состояний знака +/- этого спинового значения? Это называется "паритет"?
Будет ли какая-либо разница в поведении, например, событие круговой поляризации, например, через раствор D-глюкозы?
Поскольку через раствор таких хирально-асимметричных молекул вся часть приложенного плоскополяризованного света поворачивается в одном направлении (от которого анализируется соединение и присваивается +/- номенклатура), могу ли я заключить, что все фотоны, присутствующие в приложенном плоскополяризованном свете, содержат только 1 тип спина из 2 для этого конкретного эксперимента (оптическое вращение)?
По определению вращения это положительное целое число или нуль. Не путать с возможными значениями проекции спина , который может запускаться от к .
Упоминание о спине элементарной частицы тесно связано с представлениями группы Пуанкаре, поскольку математическое определение элементарной частицы есть неприводимое представление группы Пуанкаре. Наш мир в каком-то приближении подчиняется специальной теории относительности, и приведенное выше определение элементарной частицы как раз и отражает этот факт.
Безмассовые частицы, как представления группы Пуанкаре, характеризуются не спином , а спиральностью - проекция полного углового момента на направление движения. Формально это связано с тем, что оператор Казимира, определяющий спин представления (оператор Паули-Лубански в квадрате), всегда равен нулю для безмассовых представлений, а также маленькая группа для безмассовой орбиты Лоренца является группой ISO(2). Физически это можно понять из значения спина — это полный угловой момент в состоянии покоя, и поэтому его нельзя определить для безмассовых частиц, движущихся со скоростью света.
Теперь давайте обсудим ваш вопрос. В общем случае неприводимые состояния со спиральностями принадлежат разным представлениям, а значит, и разным элементарным частицам. Это связано с тем, что не существует непрерывного преобразования (группы Пуанкаре), которое могло бы преобразовать состояние состояние. Это огромная разница по сравнению со случаем ненулевой массы, для которого представление с заданным спином включает спиральность состояний изначально, так как существуют непрерывные преобразования, связывающие эти значения спиральностей.
Заметим, однако, что состояние со спиральностью может быть преобразовано в состояние со спиральностью дискретными преобразованиями группы Лоренца, например, преобразованием пространственной инверсии. Поэтому, если данная теория инвариантна по четности, мы должны ввести частицу, которая соответствует прямой сумме представлений с . ЭМ-теория является примером теории инвариантов четности, и соответствующий посредник взаимодействия - фотон - таким образом, имеет две возможные спиральности.
Спин 1 просто означает, что вращение в любом направлении может принимать значения из {-1,0,1}. 0 возможен только для массивных частиц, поэтому фотон может иметь спин -1 или +1. Это как круговая поляризация по часовой стрелке и против часовой стрелки.
Всегда в замешательстве
Эмилио Писанти