¿Por qué se desprecia el Spin del fotón?

Question

¿Por qué se desprecia el Spin del fotón?

SRS

Sabemos que los fotones tienen espín s=1. Sin embargo, en física nuclear, la conservación del momento angular en el caso de transiciones Gamma se emplea de la siguiente manera:

{\vec{j}}_{i} = {\vec{j}}_{F} + \vec{L}

$\vec J_i=\vec J_f+\vec L$ dónde

J_{i}

$J_i$ es el "espín" nuclear (espín del momento angular total + contribución orbital) del núcleo principal,

J_{i}

$J_i$ es el núcleo hijo del "espín" nuclear y

\vec{L}

$\vec L$ es el momento angular orbital del fotón. Pero sabemos que los fotones también llevan momento angular de espín. ¿Por qué no incluimos el giro del fotón y escribimos la ecuación de conservación como

{\vec{j}}_{i} = {\vec{j}}_{F} + \vec{L} + \vec{S} ?

$\vec J_i=\vec J_f+\vec L+\vec S ?$

robar

Yo creo

\vec{L}

$\vec L$ incluye tanto el giro como el momento angular orbital, que no se pueden desacoplar fácilmente para el fotón. El giro del fotón se explica por la regla de selección que dice que no hay un elemento de matriz de transición para el "monopolo" (

L = 0

$L=0$ ) transiciones electrónicas que preservan el espín nuclear, solo para transiciones dipolares y superiores.

SRS

@ rob- Pero también se usa para determinar si el fotón es de tipo dipolo o cuadrupolo, etc. usando

2^{L}

$2^L$ , dónde

L

$L$ generalmente se asocia con

Y_{l m}

$Y_{lm}$ .

robar

La helicidad del fotón (es decir, el espín) está en el corazón de Goldhaber et al. medida de la helicidad del neutrino :

E 1

$E1$ los fotones de los núcleos polarizados están polarizados circularmente. El argumento de giro en ese documento es bastante claro.

robar

Tenga en cuenta que si define

{\vec{J}}_{photon} = {\vec{L}}_{photon} + {\vec{S}}_{photon}

$\vec J_\text{photon} = \vec L_\text{photon} + \vec S_\text{photon}$ todavía es posible tener

J, L, S = 1, 1, 1

$J,L,S=1,1,1$ .

Respuestas (2)

¿Por qué se desprecia el Spin del fotón?

Yo creo $\vec L$ incluye tanto el giro como el momento angular orbital, que no se pueden desacoplar fácilmente para el fotón. El giro del fotón se explica por la regla de selección que dice que no hay un elemento de matriz de transición para el "monopolo" ( $L=0$ ) transiciones electrónicas que preservan el espín nuclear, solo para transiciones dipolares y superiores.
@ rob- Pero también se usa para determinar si el fotón es de tipo dipolo o cuadrupolo, etc. usando $2^L$ , dónde $L$ generalmente se asocia con $Y_{lm}$ .
La helicidad del fotón (es decir, el espín) está en el corazón de Goldhaber et al. medida de la helicidad del neutrino : $E1$ los fotones de los núcleos polarizados están polarizados circularmente. El argumento de giro en ese documento es bastante claro.
Tenga en cuenta que si define $\vec J_\text{photon} = \vec L_\text{photon} + \vec S_\text{photon}$ todavía es posible tener $J,L,S=1,1,1$ .

Nombre AAAA · Answer 1

Las partículas sin masa no se caracterizan por el espín porque el cuadrado del operador de Pauli-Lubanski (que es el operador de Casimir del grupo de Poincaré) para ellas es igual a cero. Se caracterizan por la helicidad.

Ahora, volvamos a la ley de conservación. No incluimos el espín del fotón en la ley de conservación, porque no podemos introducirlo. En lugar de eso, requerimos esa cantidad. $\mathbf L$ puede tener valores $1, 2, ...$

No entiendo esta respuesta. ¿Estás diciendo simplemente que $L$ no es solo el momento angular orbital sino que también incluye el espín del fotón? (dado que el fotón es spin 1, agregar su contribución al momento angular orbital aún daría números pares).

ana v · Answer 2

En la reacción que escribes, el fotón quita el momento angular como su giro. Antes de la transición, el fotón no existe, por lo que debe incluirse en la suma de los números cuánticos. Aparece en la transición como portador del momento de energía y del momento angular.

Esto es claro en diagramas simples de Feynman , por ejemplo

el decaimiento de un sigma_0 a un fotón y un lamda_0

los números cuánticos están equilibrados en el vértice. Los espines del fotón y la lamda, el impulso y la energía deben sumar la masa y el espín sigma_0.

En el entorno complejo de los núcleos, esto todavía se mantiene.

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Respuestas (2)

Nombre AAAA

Paganini

Nombre AAAA

ana v

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