Drehimpuls eines einzelnen Teilchens

Folgende Frage muss ich beantworten:

Betrachten Sie den Verfall ρ 0 → π + π − . Das Rho-Meson hat den Drehimpuls 1, wie groß muss der Bahndrehimpuls der Pionen sein, da beide Spin-Null sind?

Ich weiß, dass diese Frage schon einmal gestellt wurde, aber ich interessiere mich nur am Rande für das numerische Ergebnis selbst (von dem ich glaube, dass es 1 ist).

Ich glaube, der Drehimpuls muss in Bezug auf etwas definiert werden – zB einen Referenzpunkt, ein anderes Teilchen und so weiter. Daher 1) in "das Rho-Meson hat Drehimpuls 1", gehe ich richtig an, wenn ich annehme, dass es ausschließlich Spin-Drehimpuls ist? Meine Überlegung ist, dass es keinen Sinn machen würde, über den Drehimpuls eines einzelnen Teilchens ohne Bezugspunkt zu sprechen, also gehe ich davon aus, dass es sich nur um Spin handelt. Nachtrag: Jedes Mal, wenn ich höre "Teilchen X hat Drehimpuls y", 2) kann ich davon ausgehen, dass der Spin erwähnt wird?

3) ist "der Bahndrehimpuls der Pionen" der von den Pionen geteilte Bahndrehimpuls ? In diesem Fall, bei zwei Teilchen, halte ich es für sinnvoll, von Bahndrehimpuls zu sprechen, wenn wir uns implizit auf den Drehimpuls zwischen ihnen beziehen.

UPDATE Eigentlich habe ich in einer späteren Frage nur gelesen "Sowohl der Grundzustand D 0 Meson und der angeregte Zustand D 0 ∗ haben einen Bahndrehimpuls von Null". Ich interpretiere dies so, dass der Bahndrehimpuls eine wohldefinierte Größe ist – in diesem Fall ist er Null, aber er muss es nicht sein. Wie können Sie vom Bahndrehimpuls von a sprechen Einzelteilchen?Ohne einen Bezugspunkt zu nennen?Wenn ich zum Beispiel früher in der Atomphysik vom Bahndrehimpuls des Elektrons gelesen habe, bin ich immer davon ausgegangen, dass damit implizit der Bahndrehimpuls bezogen auf den Kern gemeint ist.

Ohne an eine Art Raumwellenfunktion zu denken, müssen Sie in der Tat über Spin (Eigendrehimpuls) sprechen. Aber die Raumwellenfunktion zweier Pionen oder eines Quark-Antiquark-Paares hat "Geographie" und eine bedeutungsvolle Aktion durch den Orbital-Drehimpuls-Operator.
@CosmasZachos danke!

Antworten (2)

Was ist Spin? Der Spin ist die Menge an Drehimpuls, die erforderlich ist, damit bei den von uns untersuchten Teilchenwechselwirkungen der Drehimpuls erhalten bleibt, sodass die Drehimpulserhaltung immer noch ein starkes Gesetz wäre. Es funktioniert, weil es bisher keine Falsifikation dieser Hypothese in der Untersuchung von Teilchenwechselwirkungen gegeben hat. So wurden der Spin der Teilchen und Resonanzen zugeordnet.

Wenn man bei Teilchen und ihren Verbundwerkstoffen von Drehimpuls spricht, meint man Drehimpuls um den Massenmittelpunkt (in Ihrem Beispiel sitzt der Kern). Im Massenmittelpunkt der ρ 0 → π + π − System müssen die beiden Pionen wegen der Impulserhaltung in gleiche und entgegengesetzte Richtungen gehen. Ihr Spin ist null und wenn sie nicht in einer „Umlaufbahn“ vorgestellt werden, können sie den Spin 1 des Rho nicht aufbauen. Der Zerfall wäre durch die Drehimpulserhaltung verboten. Das Geben eines Drehimpulses von 1 in das Schwerpunktsystem stellt die Erhaltung des Drehimpulses wieder her und ermöglicht den Zerfall.

Einzelne Kompositpartikel können einen Bahndrehimpuls haben L sowie Spin S . In einem vereinfachten und intuitiven Bild können Sie sich vorstellen L als Ergebnis der Bewegung der konstituierenden Teilchen und S als Ergebnis ihrer Ausrichtung (z. B. ausgerichtete Quarks in einem Meson) machen S = 1 , anti-ausgerichtet machen S = 0 ).

Sie kennen das vielleicht von Elektronen in einem Atom oder Nukleonen in einem Kern ... es ist das gleiche Prinzip für Quarks in einem Hadron.

Dieser Ansatz funktioniert in (einigen) Atomen, wo die L S Kupplung ist klein. Aber es versagt in stark wechselwirkenden Systemen. Auch der Deuteron-Grundzustand hat eine Substanz D -Wellenbeimischung. In einem stark wechselwirkenden System L Und S denn die Bestandteile sind keine guten Quantenzahlen; der Gesamtdrehimpuls wird als „Spin“ des Systems bezeichnet.
Gut genug, aber was ist mit schweren Quarkoniumsystemen? Sie haben Staaten namens like Υ ( 4 S ) . Sicherlich L Und S sind in diesem Fall wohldefiniert.
Hmmm, schwere Quarks sind nicht mein Gebiet. Ich sehe diese Begriffssymbole in Bottomonium wie die Υ , aber nicht in Teilchen gemischter Generationen wie die B Mesonen. Es könnte sein, dass die dritte Generation so massiv ist, dass sie ihre eigenen Regeln hat L S Kupplung; Bedenken Sie, dass das Top-Quark sich nicht einmal die Mühe macht, zu hadronisieren.
Drehimpuls eines einzelnen Teilchens
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