Corriente neutra: terminología

La corriente neutra es eléctricamente neutra. Para ver por qué, primero hay que entender qué es la corriente. Es un campo compuesto o (en la teoría cuántica) un operador, algo así como

$$J^{\mathrm{(NC)}\mu}(f) = \bar{u}_{f}\gamma^{\mu}\frac{1}{2}\left(g^{f}_{V}-g^{f}_{A}\gamma^{5}\right)u_{f},$$ dónde $u_f$es el campo de Dirac para el fermión $f$. Tenga en cuenta que la corriente es un producto del campo cargado y su complejo conjugado, junto con algunos coeficientes, contracciones y matrices gamma, por lo que la carga eléctrica se cancela entre $\bar u_f$y $u_f$. De manera equivalente, la corriente es un operador que está creando una partícula y una antipartícula al mismo tiempo (o crea+destruye una partícula; o crea+destruye una antipartícula) y este par de partículas es eléctricamente neutro.

El campo$u_f$en sí mismo está cargado, pero la corriente no es solo$u_f$.

Por supuesto, uno puede ver más fácilmente por qué la corriente neutra tiene que ser neutra. Es porque el Lagrangiano contiene términos como$Z_\mu J^\mu$y porqué$Z_\mu$es un campo eléctricamente neutro,$J^\mu$también debe ser eléctricamente neutro para que el Lagrangiano conserve la carga eléctrica.

Las corrientes neutras deben contrastarse con las corrientes cargadas previamente identificadas que son esquemáticamente$\bar u_e \cdots u_\nu$que es producto de un campo de electrones o positrones y el campo de neutrinos para que las cargas no se cancelen. De manera equivalente, se puede ver que el operador de la corriente cargada lleva la carga$\pm e$porque el Lagrangiano contiene productos como$J_{\rm charged}^\mu W^\pm_\mu$y el cargo tiene que ser compensado.

En todos los casos, el cargo de un operador se determina a partir de la fase en la que el operador se transforma en transformaciones de calibre: agrega un extra$\exp(iQ\lambda)$– o, de manera equivalente, del conmutador$[Q,L]$del cargo$Q$con el operador$L$que es igual a los tiempos de carga$L$.