Sind masselose Antineutrinos im Standardmodell rechtshändig oder rechtschiral?

Für masselose Fermionen sind ihre Chiralität (die bestimmt, unter welcher Darstellung der Lorentz-Gruppe sie sich umwandeln) und ihre Helizität (Projektion des Spins auf drei Impulse) die gleichen Eigenwerte. Für masselose Antifermionen ist es genau umgekehrt (siehe zB Itzykson & Zuber, Gl. (2-103) und den Text unten).

Wenn wir darüber sprechen, an welche Teilchen sich koppeln W Bosonen im Standardmodell sagen viele Quellen "linkshändige Fermionen und rechtshändige Antifermionen". Da viele Referenzen "..-handed" in Bezug auf "..-chiral" verwenden, ist dies kein Problem für Fermionen (da Chiralität und Helizität im masselosen Limit gleich sind), aber für Antifermionen ist diese Unterscheidung wichtig .

Frage: Ist ein Antineutrino, das an der Wechselwirkung mit a beteiligt ist W Boson rechtshändig oder rechtschiral?

Meine Gedanken sind wie folgt: Die Fermionen im SM werden über links-chirale Dubletts und rechts-chirale Singuletts implementiert. Der W Bosonen interagieren nur mit den Dubletts. Diese Wechselwirkung kann wie folgt geschrieben werden (z. B. Cottingham & Greenwoods „Introduction to the SM of Particle Physics“, Gl. (12.15)):

L = G 2 2 v e L σ ~ μ e L W μ + + . . .
Wo ψ ist das linkschirale Dublett. Da bei einer Hermiteschen Konjugation die (0,1/2) und (1/2,0) Wiederholungen der Lorentzgruppe vertauscht sind, bedeutet dies zB eine links-chirale e L und ein rechtschirales v L kommen zusammen. Fazit: Die W Bosonen interagieren mit links-chiralen Fermionen und rechts-chiralen Antifermionen. Dies würde bedeuten, dass (masselose) Neutrinos und Antineutrinos im SM beide linkshändig sind, da ein rechtschirales Antineutrino linkshändig ist.

Antworten (1)

Auf dieser Website gibt es viele Fragen zu Chiralität und Helizität, aber Sie können sie alle klären, indem Sie sich nur daran erinnern, dass Helizität eine Eigenschaft von Teilchen ist (da sie in Bezug auf Impuls und Spin eines Teilchens definiert ist) und Chiralität eine Eigenschaft von ist Felder (da es in Bezug auf die Lorentz-Transformationseigenschaften eines Felds definiert ist). Felder sind mathematische Konstrukte, die Teilchen erzeugen und vernichten. Es ist sinnlos zu sagen, dass ein Teilchen die "gleiche" Chiralität und Helizität hat, weil Teilchen keine Chiralität haben, Felder schon.

Zum Beispiel in QED ein linkes chirales Weyl-Spinorfeld ψ mit Gebühr 1 vernichtet ein geladenes Teilchen mit linker Helizität 1 und erzeugt ein geladenes Teilchen mit rechter Helizität 1 . Und das richtige chirale Weyl-Spinorfeld ψ ' ψ hat Ladung 1 und vernichtet ein geladenes Teilchen mit rechter Helizität 1 , und erzeugt ein geladenes Teilchen mit linker Helizität 1 .

Wenn Sie also ein geladenes Teilchen mit linker Helizität sehen 1 , ist es sinnlos zu fragen, um welche Chiralität es sich handelt. Es kann durch ein linkes chirales Feld vernichtet und durch ein rechtes chirales Feld erzeugt werden. Mit welchem ​​Feld Sie den Lagrange schreiben, ist reine Konventionssache; manchmal wird sogar beides verwendet, je nachdem, was gerade bequemer ist.

Im Standardmodell mit masselosen Neutrinos haben alle Neutrinos eine linke Helizität und alle Antineutrinos eine rechte Helizität. Nach den Standardkonventionen ist das Neutrinofeld linkschiral, aber Sie arbeiten oft auch mit seinem Konjugat, das rechtschiral ist. Wie Sie den obigen Absätzen entnehmen können, ist es eigentlich eine bedeutungslose Frage, welche Chiralität "wirklich" im Spiel ist!