Lorentz Boost de un fotón?

Estoy un poco confundido acerca de un comentario que me hizo uno de mis profesores, agradezco cualquier ayuda que pueda brindarme aunque mi pregunta no esté clara.

Cuando se habla de un canal de decaimiento mi + mi − → η C γ π + π − , me dijeron que necesito asegurarme de que el fotón ( γ ) El canal que he contribuido al decaimiento es MONOCROMÁTICO. Puedo hacer eso impulsando el fotón en el marco de partículas de la madre. No entiendo por qué el fotón debe ser monocromático. ¿Por qué impulsarlo podría hacer el truco?

Por favor, avíseme si debo proporcionarle más detalles.

Lo siento, pero ¿hasta qué punto puede un solo fotón no ser monocromático? ¿Esto tiene sentido? Un fotón de un color, ¿no es así?
mi + mi − → η C γ π + π − no es un canal de descomposición. ¿Es este el proceso al que realmente te refieres?
@dukwon tienes razón. Lo llamé un canal de desintegración solo porque hay una cierta partícula (Eso no lo sé). Se descompone al estado final que mencioné.
¿El fotón proviene de la desintegración de la partícula o se produce asociativamente? p.ej mi + mi − → X γ → η C π + π − γ ? Entonces X podría ser algo como el η C ( 2 s ) y el fotón sería monocromático.
@dukwon el estado intermedio es
h C → η C γ
. Supongo que esto significa seleccionar los fotones monocromáticos. ¿Debo impulsar el fotón al marco de descanso hc y mantener los fotones con una energía igual a la energía de etac?
Ah, bien, esperaba una descomposición de 2 cuerpos en algún momento. Puedes usar el h C marco de reposo: los momentos de la η C y el γ serán iguales (en direcciones opuestas), pero la energía no será porque tienen masas diferentes. En general, mantener el fotón monocromático le dará un marco con cierta velocidad fija en relación con el h C .

Respuestas (1)

El ejemplo más famoso de un problema como este es la aniquilación electromagnética de parapositronio en fotones:

mi + mi − → γ γ
En ese decaimiento, siempre existe un marco de referencia donde el momento total del par electrón-positrón es cero. En ese marco de referencia, los fotones deben tener impulsos iguales y opuestos, por lo que los fotones de aniquilación son "monocromáticos" con una energía de 511 keV.

Contraste eso con el ortopositronio , que debe decaer en tres fotones para conservar el momento angular. En ese caso, el grado adicional de libertad de un ángulo entre los fotones significa que hay muchos conjuntos de energías de fotones que pueden conservar la energía y el momento. En general, las desintegraciones de dos cuerpos son monocromáticas, mientras que las desintegraciones de muchos cuerpos tienen energías que llenan algún espacio de fase.

Se ve la misma división entre las desintegraciones alfa, que tienen estados finales de dos cuerpos y producen partículas alfa con energía definida; desintegraciones beta, con estados finales de tres cuerpos y un espectro de energía para todas las partículas; y la captura de electrones decae, con un estado final de dos cuerpos nuevamente y una energía de neutrino definida.

No estoy familiarizado con el proceso que está discutiendo en su pregunta, pero si el fotón es monocromático, eso sugiere que se emite desde algún estado intermedio que es una descomposición de dos cuerpos. Si ese fuera el caso, su tratamiento del estado intermedio conservaría el impulso en su marco de reposo, pero probablemente ese no sería el marco de reposo del par electrón-positrón inicial.

Por curiosidad... ¿tiene una cinética de 511 keV+?
@rob muchas gracias por tu respuesta, me ayudó. No mencioné esto antes, el estado intermedio es
h C → η C γ
. Solo para asegurarme de que entendí bien, si necesito seleccionar los fotones monocromáticos (fotones provenientes de la descomposición de 2 cuerpos). ¿Primero debería impulsar todos los fotones al marco de reposo hc y luego mantener los fotones con energía igual a la energía eta_c?
@mikuszefski Notarás que escribí "postironio"; Soy un tipo de baja energía. Por supuesto, tiene razón en que en una aniquilación en el haz, los fotones también deben transportar la energía cinética.
@thephoenix Iría por el otro lado: producir el h C con cualquier cantidad de movimiento que obtenga, calcule el h C → η C γ decaimiento en el resto del marco de la h C ; luego vuelva al marco del laboratorio para encontrar la energía y el impulso del fotón desde la perspectiva de su detector.
De acuerdo... solo lo mencioné porque - con η etc. involucrados: es probable que el OP sea el tipo de persona con mucha energía. Salud.
Lorentz Boost de un fotón?
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