Wie können Neutrinos sowohl Masse als auch Helizität haben?

Wenn ein Neutrino Masse hat, muss es sich mit weniger als Lichtgeschwindigkeit fortbewegen. Wie kann es also Helizität besitzen, die sich je nach Relativgeschwindigkeit ändern kann?

Schauen Sie sich dies an physical.stackexchange.com/q/1111
Gute Frage. Wenn es eine nicht verschwindende Masse gibt, gibt es das Ruhesystem und darin verschwindet die Helizität! Ich denke, eine Antwort könnte mit der Tatsache zusammenhängen, dass die Neutrinomasse nicht im Quantensinn definiert ist (ihr Operator pendelt nicht mit dem Hamilton-Operator).
@annav Der von Ihnen bereitgestellte Link erklärt nicht wirklich, außer zu sagen, dass Spin und Helizität zusammenhängen
@anna v Ja, aber ich kann die Antwort auf die Frage dort nicht sehen. Wie kann die Helizität (unabhängig vom Bezugssystem) definiert werden, wenn das Teilchen Masse hat?
Aus dem Link "Für masselose Teilchen - wie das Photon, das Gluon und das (hypothetische) Graviton - ist Chiralität dasselbe wie Helizität; ein bestimmtes masseloses Teilchen scheint sich unabhängig vom Punkt in dieselbe Richtung entlang seiner Bewegungsachse zu drehen Sicht des Betrachters."
„Bei massiven Teilchen – wie Elektronen, Quarks und Neutrinos – muss zwischen Chiralität und Helizität unterschieden werden. Bei diesen Teilchen ist es für einen Beobachter möglich, in ein Bezugssystem zu wechseln, das das rotierende Teilchen überholt, in diesem Fall das Partikel scheint sich dann rückwärts zu bewegen, und seine Helizität (die man sich als ‚scheinbare Chiralität‘ vorstellen kann) wird umgekehrt.“
Ich denke, das ist eine ausgezeichnete Antwort auf diese rätselhafte Frage. Tatsächlich haben Neutrinos keine bestimmte Helizität, so dass, wenn der Boost den Impuls des Teilchens umkehrt, die dominante Spinkomponente auch die umgedrehte ist. physical.stackexchange.com/questions/371983/…

Antworten (1)

Die Helizität ist sowohl für massive als auch für masselose Teilchen wohldefiniert, sofern wir die Geschwindigkeit beibehalten v > 0 . Siehe M. Jacob und GC Wick, Annals of Physics 281, (2000), 774–799

Die Helizität kann definiert werden als S → ⋅ P → / P 0 in beiden Fällen. Für massive Teilchen hängt es vom Bezugssystem ab und kann umgekehrt werden. Für masselose Teilchen kann sie nicht rückgängig gemacht werden und ist eine intrinsische Eigenschaft des Teilchens. Die Frage ist, was Aussagen wie "die Helizität eines Neutrinos ist so" (siehe zB hier en.wikipedia.org/wiki/Neutrino#Mass beim Punkt Chiralität) bedeuten, wenn es sich nicht um eine intrinsische Eigenschaft handelt. Der Spin sollte die relevante intrinsische Eigenschaft sein. Sonst könnten wir von der Helizität der Elektronen als einer ihnen innewohnenden Eigenschaft sprechen.
Die schwache Wechselwirkung von Elektronen hängt von der Helizität ab. Siehe zum Beispiel die Ergebnisse der G 0 Experiment. Der Grund, warum wir nicht viel darüber sprechen, ist, dass die schwachen Wechselwirkungen in den meisten Umgebungen von elektromagnetischen dominiert werden, aber Neutrinos nur schwach interagieren, sodass ihre führende Wechselwirkung die Kuriositäten der schwachen Kraft zeigt.
@dmckee verstehe ich sowieso nicht. Wollen Sie sagen, dass das Elektron eine bestimmte Helizität hat?
@ Valter Moretti , Helizität bleibt auch für massive Teilchen erhalten, soweit wir uns halten v > 0 . Schauen Sie sich einfach die eben genannte Literatur an.
Ich sage, Sie können ein Experiment konstruieren, das den Unterschied zwischen einem Elektronenstrahl mit Helizität + und einem mit Helizität erkennen kann, indem Sie die Helizitätsabhängigkeit der schwachen Wechselwirkung ausnutzen. Das heißt, dass ein Elektron bei einer bestimmten Wechselwirkung eine bestimmte Helizität haben kann.
@dmckee Ich verstehe. Also kann auch eine feste Art von Neutrinos mit unterschiedlichen Helizitätswerten hergestellt werden?
Das hängt von der Natur der Neutrinos ab. Es ist offensichtlich wahr, wenn Neutrinos Majorana sind (weil wir sowohl mit Materie- als auch Antimaterie-Neutrinos experimentieren, was die beiden Zustände eines einzelnen Teilchens wären) und technologisch nicht machbar, wenn Neutrinos Dirac sind (weil wir dann auf sehr hohe Relativgeschwindigkeiten beschleunigen müssen). um eine Helizitätsumkehr zu erhalten).
@Wen Chern Danke. Der Punkt ist, dass ich, wenn ich gut verstehe, was Sie sagen, immer einen Referenzrahmen festlegen kann, wo v < 0 Umkehrung der Helizität. Wenn das Teilchen dagegen masselos ist, kann ich das nicht. In diesem Sinne ist die Helizität für masselose Teilchen intrinsisch.
@dmckee Danke! Wenn also die Neutrinos massiv und Majorana sind, ist ihre Helizität eine intrinsische Eigenschaft. Wenn sie umgekehrt Dirac sind, abgesehen von der fehlenden elektrischen Ladung, sind sie genau wie kleine und schnelle Elektronen und daher kann ihre Helizität im Prinzip umgekehrt werden, indem unser Bezugssystem geändert wird. Hab ich recht? Und ist die Natur Majorana / Dirac von Neutrinos noch unbekannt?
Wie können Neutrinos sowohl Masse als auch Helizität haben?
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