Спиральность
В зависимости от того, как направлен спин частицы относительно её импульса для продольнополяризованных частиц различают правую и левую поляризации. Правополяризованной считается частица, спин которой направлен по импульсу, левополяризованной − частица, спин
которой направлен против импульса. Для характеристики взаимного направления спина и импульса частицы используют
понятие спиральности. Спиральностью h называют величину
h = SG pGG . S 
p
Правополяризованная частица имеет положительную спиральность ( h = +1), левополяризованная — отрицательную
(h = −1). |
G |
|
|
|
S |
нейтрино |
антинейтрино |
h =−1, L |
=+1 h =+1, Le,μ,τ =−1 |
e,μ,τ |
|
Экспериментально показано, что спиральность нейтрино всегда отрицательна ( hν = −1 ), а спиральность антинейтрино всегда
положительна ( hν = +1 ). Нейтрино рождаются только в
процессах слабого взаимодействия. Это означает, что во всех наблюдаемых в природе слабых процессах с участием нейтрино участвуют только левополяризованные нейтрино. Правополяризованные нейтрино в наблюдаемых процессах не проявляются. Аналогично, наблюдаются только процессы с участием правополяризованных антинейтрино. В случае сильных и электромагнитных взаимодействий все рождающиеся частицы могут быть как правополяризованными, так и левополяризованными в одинаковой степени. Появление частиц с определенным значением поляризации обусловлено природой слабого взаимодействия.
Пример
|
π |
− → μ− +ν |
|
|
|
|
μ |
Le |
0 |
0 |
0 |
L |
0 |
+ |
− |
μ |
1 |
1 |
|
Lτ |
0 |
0 |
0 |
|
π |
− |
u |
W − |
|
|
|
|
|||
|
|
d |
|
||
|
π + |
→ μ+ +νμ |
|||
Le |
0 |
0 |
|
|
0 |
L |
0 |
− |
+ |
||
μ |
1 |
|
|
1 |
|
Lτ |
0 |
0 |
|
|
0 |
|
π |
+ u |
W + |
||
|
|
|
|
||
|
|
d |
|
||
μ−
νμ
μ+
νμ
Пример
Возможен ли распад π0 →νe +νe для нейтрино
с нулевой массой?
Нейтрино всегда имеет отрицательную спиральность, а антинейтрино всегда имеет положительную спиральность.
Спин нейтрино sν равен 1/2, и направление его
вектора противоположно направлению движения частицы. Спин антинейтрино sν также равен 1/2,
но направление его вектора совпадает с направлением движения частицы.
При распаде, исходя из закона сохранения импульса, нейтрино должны разлетаться строго в противоположныеGстороны. Момент количества
движения νe и νe J = sν + sGν =1. Однако, спин
π0 -мезона равен 0, то есть данный распад
невозможен из-за нарушения закона сохранения момента количества движения
Ji = Jπ , J f = sν + sGν =1
Основныехарактеристики
мюона
1937. Сет Недермейер, Карл Андерсон, Джейбс Стрит, Эдвард Стивенсон (Seth Neddermeyer, Carl Anderson, Jabez Street, and Edward Stevenson) открыли мюон в космических лучах, используя камеру Вильсона.
Характеристика |
Численное значение |
||||
Спин J, = |
|
1/2 |
|||
Масса |
т с2 |
, МэВ |
105.6583692±0.0000094 |
||
μ |
|||||
Электрический заряд |
Равен заряду электрона |
||||
Магнитный момент, e=/2 тμс |
1.0011659203 |
± |
0.0000000007 |
||
|
|
|
|
||
Время жизни, сек |
(2.19703±0.00004)·10−6 |
||||
Лептонное число Lμ |
|
||||
+1 |
|||||
Лептонные числа Le, Lτ |
|
0 |
|||
μ |
− |
→ e− |
+νe +νμ |
||
μ+ → e+ +νe +νμ
Пример
μ− →e− +νe +νμ
Le |
0 |
|
+1 |
−1 |
0 |
L |
+ |
|
0 |
0 |
+ |
μ |
1 |
|
1 |
||
Lτ |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
|
μ− |
|
|
|
νμ |
|
|
W |
− |
|
e− |
|
|
|
|
|
νe
Распад разрешён
μ− → e− + γ
Le |
0 |
+1 |
0 |
L |
+ |
0 |
0 |
μ |
1 |
||
Lτ |
0 |
0 |
0 |
Распад запрещён.