Ist ein Photon technisch gesehen ein Satz aus zwei Teilchen?

Betrachtet man die Klassifikation masseloser Teilchen, so findet man die (halbzahlige) Quantenzahl „Helizität“ H . Für alles Mögliche H es gibt eine bestimmte Teilchenart. Im Falle der H = 1 Repräsentation ist es das Photon, das wir zusammen mit dem gruppieren H = − 1 rep (wegen Paritätsinvarianz der elektromagnetischen Wechselwirkung). Ist das Photon, das wir im Standardmodell verwenden, also tatsächlich ein Satz von zwei unterschiedlichen Elementarteilchen?

Die Helizität (bezogen auf den Spin) ist eine andere Möglichkeit, die Polarisation von Photonen zu betrachten. Ein Photon kann die eine oder andere Helizität oder sogar eine Kombination aus beiden haben (Quantenüberlagerung). In jedem Fall repräsentieren alle nur eine Art von Teilchen, ein Photon.

Antworten (1)

Nun, es hängt davon ab, wie Sie "eindeutiges Fundamentalteilchen" definieren.

Wenn Sie darauf bestehen, dass Wigners Klassifizierung ein Teilchen definiert, dh "Teilchen = irreduzible einheitliche Darstellung der Lorentz / Poincare-Gruppe", dann besteht das Photon aus zwei Teilchen, wie Sie sagen.

Aber üblicherweise betrachten wir die Teilchen nicht so – Teilchen entstehen als Zustände, die durch die Moden eines freien Quantenfelds erzeugt werden, und jedem Feld entspricht ein Teilchen. Das Photon ( beide Helizität) ist das Quant des elektromagnetischen Eichfeldes.

Da nichts die "zwei Photonen" außer der Helizität unterscheidet, ist es wahrscheinlich eher verwirrend als hilfreich zu sagen, dass es zwei verschiedene Photonen gibt.

Dies ist ein weiterer Aspekt, der mich verwirrt: Wenn wir "Ihre" Position einnehmen und Teilchen = Modus des freien Quantenfelds gleichsetzen, dann betrachten wir im Fall des Photons den Feldoperator A μ ( X ) des EM-Feldes, das nichts über die möglichen Polarisationszustände aussagt. Tatsächlich sehen wir nur, wenn wir uns die Wigner-Wiederholungen ansehen, dass es zwei gibt ( H = ± 1 ) Polarisationen und die beiden verbleibenden Komponenten des Vierervektors A μ müssen durch Eichtransformationen eliminiert werden.
@quantumorsch: Das stimmt nicht. Sowohl das BRST-Quantisierungsverfahren als auch die Gupta-Bleuler-Quantisierung eliminieren die unphysikalischen Polarisationen, indem sie dem "naiven" Hilbert-Raum Einheitlichkeit/Positivität der Norm auferlegen oder direkt den physikalischen Hilbert-Raum als Kohomologie des BRST-Operators definieren. Sie müssen Wigners Klassifizierung überhaupt nicht kennen, um zu dem Schluss zu kommen, dass ein Spurweitenfeld in D Abmessungen hat D − 2 Polarisationen.
Ich habe mich bemüht, eine prägnante Definition eines Teilchens zu finden, die es uns erlaubt, 17 Teilchen im Standardmodell zu zählen: Wenn man sagt, „Dinge mit unterschiedlicher Masse“, werden die Gluonen mit dem Photon in einen Topf geworfen; "Dinge mit unterschiedlichen Kopplungen" machen die linkshändigen und rechtshändigen Fermionen verschieden; "Dinge mit unterschiedlicher Masse und Ladungen, die durch eine globale Symmetrie nicht ineinander transformiert werden können" ist nicht wirklich sehr prägnant ...
Ist ein Photon technisch gesehen ein Satz aus zwei Teilchen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v