¿Una partícula de spin-2 realmente vuelve a su estado anterior después de una rotación de 180°?

A menudo se afirma que las partículas de espín 2 vuelven a su estado anterior después de π rotación, al igual que las partículas de espín-1/2 regresan después 4 π rotación. Pero mi cálculo sugiere lo contrario.

Dejar z -axis sea el eje de rotación. La forma matricial de j z bajo la base { | 2 metro } ( metro = 0 , ± 1 , ± 2 ) es

j z = ( 2 1 0 1 2 ) .

El operador de rotación de 180 ° de rotación alrededor del eje z es

mi i π j z = ( 1 1 1 1 1 ) ,
que no es identidad, ni matriz escalar.

Entonces, ¿el reclamo es incorrecto o cometo errores en mi cálculo?

Respuestas (1)

Eso solo es cierto cuando todo el giro está alineado con el eje de rotación. Cuando tienes un estado de una partícula masiva de espín-2 en reposo con 1 unidad de espín en la dirección z, una rotación de pi alrededor del eje z da un -1, como calculaste. Su matriz es correcta --- solo la acción en el subespacio de z-spin 2,0,-2 da la identidad. Cuando hay 2 unidades o 0 unidades en la dirección z, vuelve a sí mismo después de π rotación alrededor del eje z.

Para los gravitones, la rotación pi alrededor de la dirección del movimiento vuelve al mismo estado, porque la helicidad siempre es ± 2 , pero una rotación de pi alrededor de otro eje no produce el mismo estado, simplemente porque se gira la dirección del movimiento, el gravitón va en una dirección diferente.