Partículas fundamentales con espín > 1

Estoy en la licenciatura en mecánica cuántica, y el TA hizo un comentario casual de que actualmente nadie sabe cómo describir partículas fundamentales con espín> 1 sin supersimetría. Tenía curiosidad e intenté buscar información sobre esto, y wikipedia hace algunos comentarios sobre problemas con el giro 3/2 http://en.wikipedia.org/wiki/Rarita%E2%80%93Schwinger_equation

Entonces mis preguntas son

  1. ¿Hay una razón fácil de entender por la que los fotones no son un problema, pero una partícula hipotética con espín 3/2 no funciona?
  2. ¿Esto también significa que hay problemas para explicar las partículas compuestas 3/2 en un régimen de baja energía en el que podemos tratar el compuesto como fuertemente ligado / 'fundamental'?
  3. ¿Cómo ayuda la supersimetría aquí?
En sus Lectures on Gravitation (disponible como libro), Feynman explica por qué el campo de gravitones debe ser un número entero (0, 1, 2, 3,...), luego explica por qué 0 y 1 están fuera de cuestión. Luego procede a intentar construir una teoría de spin-2, porque es la más simple que podría funcionar. Al final, Feynman abandonó su programa para esta cuantificación de la gravitación usando QED como analogía.
Las partículas de espín 3/2 se describen mediante la ecuación de Rarita-Schwinger, pero existe un gran problema: cuando esas partículas se acoplan a un campo electromagnético, violan la causalidad.

Respuestas (1)

La mayor parte de esto está cubierto en esta respuesta: ¿ Por qué no tenemos un giro mayor que 2?

Para la pregunta 2, este es el caso: siempre resuelve la estructura compuesta de partículas de espín 3/2 (que no son gravitinos) a una escala comparable a la masa de las partículas. El fenómeno es que la partícula de espín 3/2 debe venir en una familia de otros estados ligados, llamada trayectoria Regge, que unitariza la dispersión por intercambio de esta partícula. Sin otros grados de libertad que tengan una energía similar, no puede tomar un límite puntual. Esto le permite predecir nuevas partículas relacionadas con el original o una ruptura en la subestructura de algún tipo.

Siempre me he preguntado, ¿por qué esta preocupación por "tomar un límite puntual" o solicitar que la partícula sea "fundamental"? ¿Es solo porque amamos/necesitamos/podemos trabajar con teorías renormalizables? A energías lo suficientemente bajas, un solo átomo de hidrógeno puede estar en el estado de momento angular total que desee y actuar como una partícula "elemental"...
@Slaviks: una razón es que el límite sin puntos le permite predecir nuevas partículas --- algo debe aparecer en la escala donde se violaría la unitaridad. Así es como puedes dar límites de masa en el Higgs. Con respecto al átomo de H, una de las limitaciones más condenatorias de la física moderna es que no existe una buena descripción relativista puntual de estados ligados como núcleos o átomos de H. Tengo uno que trato de terminar de vez en cuando, pero nunca conseguí que funcionara completamente. La versión no relativista funciona, por lo que LePage y otros usaron correcciones no relativistas H + v^2/c^2. Pero esto es molesto.
Partículas fundamentales con espín > 1
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v