¿Cómo pueden los neutrinos tener tanto masa como helicidad?

Si un neutrino tiene masa, debe viajar a menos de la velocidad de la luz. Entonces, ¿cómo puede poseer helicidad, que puede cambiar según la velocidad relativa?

Eche un vistazo a esto physics.stackexchange.com/q/1111
Buena pregunta. Si hay una masa que no se desvanece, ¡está el marco de reposo y en él se desvanece la helicidad! Creo que una respuesta podría estar relacionada con el hecho de que la masa del neutrino no está definida en sentido cuántico (su operador no conmuta con el hamiltoniano).
@annav El enlace que proporciona en realidad no explica, excepto para decir que el giro y la helicidad están relacionados
@anna v Sí, pero no puedo ver la respuesta a la pregunta allí. ¿Cómo se puede definir la helicidad (independientemente del marco de referencia) si la partícula tiene masa?
Del enlace "Para partículas sin masa, como el fotón, el gluón y el gravitón (hipotético), la quiralidad es lo mismo que la helicidad; una partícula sin masa dada parece girar en la misma dirección a lo largo de su eje de movimiento, independientemente del punto de vista del observador".
"Para partículas masivas, como electrones, quarks y neutrinos, se debe distinguir la quiralidad y la helicidad. En el caso de estas partículas, es posible que un observador cambie a un marco de referencia que supere a la partícula giratoria, en cuyo caso el Entonces, la partícula parecerá moverse hacia atrás, y su helicidad (que puede considerarse como 'quiralidad aparente') se invertirá".
Creo que esta es una excelente respuesta a esta desconcertante pregunta. En realidad, los neutrinos no tienen una helicidad definida, por lo que cuando el impulso invierte el impulso de la partícula, el componente de espín dominante también es invertido. física.stackexchange.com/questions/371983/…

Respuestas (1)

La helicidad está bien definida para partículas masivas y sin masa, siempre que mantengamos la velocidad v > 0 . Ver, M. Jacob y GC Wick, Annals of Physics 281, (2000), 774-799

La helicidad se puede definir como S → ⋅ PAG → / PAG 0 en ambos casos. Para partículas masivas depende del marco de referencia y se puede invertir. Para partículas sin masa, no se puede revertir y es una propiedad intrínseca de la partícula. La pregunta es cuál es el significado de afirmaciones como "la helicidad de un neutrino es tal" (ver, por ejemplo, aquí en.wikipedia.org/wiki/Neutrino#Mass en el elemento Quiralidad) cuando no es una propiedad intrínseca. El espín debe ser la propiedad intrínseca relevante. De lo contrario, podríamos hablar de la helicidad de los electrones como una propiedad intrínseca de los mismos.
La interacción débil de los electrones depende de la helicidad. Véanse, por ejemplo, los resultados de la GRAMO 0 experimento. La razón por la que no hablamos mucho al respecto es que las interacciones débiles están dominadas por las electromagnéticas en la mayoría de los entornos, pero los neutrinos solo interactúan débilmente, por lo que su interacción principal muestra las rarezas de la fuerza débil.
@dmckee No entiendo de todos modos. ¿Estás diciendo que el electrón tiene una helicidad definida?
@ Valter Moretti, la helicidad se conserva incluso para partículas masivas, en la medida en que mantenemos v > 0 . Basta con echar un vistazo a la literatura que acabamos de mencionar.
Estoy diciendo que puede construir un experimento que pueda diferenciar entre un haz de electrones con helicidad + de uno con helicidad - aprovechando la dependencia de la helicidad de la interacción débil. Es decir, que un electrón puede tener una helicidad definida en una interacción particular.
@dmckee lo entiendo. Entonces, ¿también se puede preparar un tipo fijo de neutrinos con diferentes valores de helicidad?
Eso depende de la naturaleza de los neutrinos. Obviamente, es cierto si los neutrinos son Majorana (porque experimentamos con neutrinos tanto de materia como de antimateria, que serían los dos estados de una sola partícula) y no es tecnológicamente factible si los neutrinos son Dirac (porque entonces necesitamos impulsar a velocidades relativas muy altas para obtener una inversión de helicidad).
@Wen Chern Gracias. El punto es que, si entiendo bien lo que dices, siempre puedo fijar un marco de referencia donde v < 0 inversión de la helicidad. Por otro lado, si la partícula no tiene masa, no puedo. En este sentido, la helicidad es intrínseca para partículas sin masa.
@dmckee ¡Gracias! Entonces, si los neutrinos son masivos y Majorana, su helicidad es una propiedad intrínseca. Si, por el contrario, son Dirac, salvo la falta de carga eléctrica, son como pequeños y rápidos electrones y, por lo tanto, en principio su helicidad puede invertirse cambiando nuestro marco de referencia. ¿Estoy en lo correcto? ¿Y aún se desconoce la naturaleza Majorana/Dirac de los neutrinos?
¿Cómo pueden los neutrinos tener tanto masa como helicidad?
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