¿Por qué se suprime la descomposición de un pión neutro →→\a bucle electrón-positrón?

Según tengo entendido, la descomposición de un pión neutro en un par electrón-positrón solo puede ocurrir por la fuerza electromagnética y la mediación de dos fotones virtuales en un diagrama triangular, por lo que está suprimido por bucle.

Lo que no entiendo es: ¿Qué prohíbe la descomposición directa en un par electrón-positrón en lugar de 2 rayos gamma? ¿Y por qué está prohibido el decaimiento débil?

Supongo que me falta una ley de conservación, la pregunta es ¿cuál?

si, eso es lo que estaba resumiendo... Dicen que es electromagnético, no débil y suprimido por bucle... La pregunta es ¿por qué?
Solo desde un punto de vista teórico SM, ¿cómo se acoplaría el pión neutro con los leptones cargados? ¿Cómo se comunican los leptones cargados con el mundo (según SM)?
En teoría, el pión debería poder interactuar a través de la fuerza débil o electromagnética con leptones cargados. Dado que pi0 es neutral, eso significaría una Z o un fotón. Ahora, ingenuamente, asumiría que dado que pi+ se descompone en positrón + electrón-neutrino a través de W+, pi0 puede decaer en un par de positrones + electrones a través de Z. No veo qué se viola aquí. Sé que Z se descompone en un par electrón-positrón, por lo que el problema debe ser pi0 -> Z.
@myname El título LaTeX parecía roto. Me tomé la libertad de arreglarlo, pero obviamente siéntase libre de retroceder o volver a editar si no captura su intención.
Gracias Emilio, lo volví a editar ya que se perdió algo de información con el original al cambiar pi0 por pion. Sin embargo, debo haberlo estropeado, así que gracias por arreglarlo :)

Respuestas (3)

En el marco de referencia del pión, los dos leptones salientes están muy potenciados, por lo que la helicidad y la quiralidad casi coinciden. La conservación del momento angular los obliga a tener espines opuestos, ya que el espín del pión es cero. Por lo tanto, tendrán la misma helicidad, que está muy suprimida en este régimen cinemático, debido a la naturaleza vectorial de las interacciones QED (ver, por ejemplo, Thomson, Modern Particle Physics, capítulo 6). Solo mis dos centavos.

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La decadencia débil no está prohibida. Tu puedes tener q q ¯ → Z Z → mi + mi − utilizando un bucle como en el decaimiento EM. Necesita un bucle para conservar el momento angular, porque un solo Z o γ tiene giro 1 mientras que la π 0 tiene giro 0 . Si es posible un decaimiento EM, es mucho más rápido que dominará. Puedes ver esto en el total π 0 tasa de decaimiento en comparación con la tasa de decaimiento del pión cargado. El pion neutro decae 10 9 veces más rápido porque es un decaimiento EM. Los piones cargados tienen que decaer débilmente ya que no hay nada en lo que puedan decaer electromagnéticamente.

¿Tienes una fuente para eso? Todo lo que he encontrado dice que el decaimiento directo está prohibido y que debes pasar por un bucle con dos fotones para que se produzca un decaimiento. mi + mi −
lo he corregido Me di cuenta del problema del momento angular. Todavía es cierto que los decaimientos EM dominarán.
Lo siento por la reacción tardía. De acuerdo con esta respuesta sobre el momento angular para piones cargados: [ physics.stackexchange.com/questions/89684/… el momento angular solo debe conservarse para las partículas entrantes y salientes. No para mediar partículas. Entonces, ¿por qué esto parece ser cierto para los piones cargados pero no para los neutros?

Al compararlo con el π − → yo − + v yo ¯ decaimiento, donde el leptón y el neutrino tienen la misma helicidad pero también se suprime la helicidad ya que el leptón es masivo y contiene contribuciones de quiralidad izquierda y derecha. El antineutrino tiene quiralidad dextrógira, por lo que participa en el intercambio débil.

El proceso π 0 → mi + mi − la desintegración se suprime doblemente porque tanto el electrón como el positrón de desintegración tienen la misma helicidad hacia la derecha. Solo las antipartículas quirales dextrógiras y las partículas quirales dextrógiras participan en la interacción débil.

El electrón y el positrón no carecen de masa, por lo que esta helicidad dextrógira también contiene contribuciones tanto de la quiralidad levógira como la levógira. El pión neutro puede decaer electromagnéticamente a través de bucles con una relación de ramificación de 10 − 9 .

$\pi^0 \rightarrow e^+e^-$ decadencia

Estimado @quik_silv "supresión doblemente débil ya que tanto el electrón de desintegración como el positrón tienen la misma helicidad hacia la derecha". pero los dos vértices de la derecha son vértices electromagnéticos, no vértices débiles. No estoy seguro de cómo funciona aquí el argumento de la quiralidad.
¿Por qué se suprime la descomposición de un pión neutro →→\a bucle electrón-positrón?
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