Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции по квантовой теории, 2 семестр.doc
Скачиваний:
99
Добавлен:
14.04.2019
Размер:
31.13 Mб
Скачать

Уравнения Дирака для частицы с нулевой массой покоя. Нейтрино. Спиральность и инвариантность нейтрино относительно операции комбинированной инверсии. Срт- инвариантность.

Нейтрино имеет самое маленькое сечение

(1)

Полагая массу покоя равной нулю получим

(2)

n- единичный набор, совпадающий с направлением импульса для положительных решений, когда и противоположное направление импульса для отрицательных решений ( ).

определяется через

(3)

Видно, что при действии псевдоскаляра две компоненты этой функции меняются местами

(5)

Вместо можно ввести

(6)

Складывая и вычитая уравнение (2) можно убедиться, что удовлетворяют

(7)

Таким образом функции имеющие только 2 компоненты являются СФ оператора (оператор проекции спина на направление импульса) соответственно 2 его СЗ называется спиральностью частицы.

–спиральность

учитывая эквивалентность, можно заменить

(8)

Эти выражения (8) показывают, что умножение 4-х компонентной функции на превращают её в 2-х компонентную.

В состояниях с определенной спиральностью каждому значению импульса соответствует только одно спиновое состояние. При положительной спиральности направление импульса и на направление спина - параллельны. При отрицательной спиральности они антипараллельны.

Образно говоря, положительная спиральность как бы соответствует правому винту (у винта вращение связано с направлением перемещения). Отрицательная спиральность соответствует левому винту. Такие состояния могут реализоваться только у частиц с нулевой массой покоя и двигающихся, следовательно, всегда со скоростью света. Если масса покоя частицы не равна нулю, то всегда можно перейти в систему координат, где частица покоится. В этой системе импульс был бы равен нулю и нарушалась бы связь между спином и импульсом. Поэтому наличие у частиц только продольной поляризации (в смысле направления спина), однозначно связанной с направлением их движения, возможно только в случае, когда m = 0.

Свойство нейтрино описывается одной из функций Ф или F для таких частиц решение уравнения Дирака существует типа положительное и отрицательное. Если частица описывается ВФ то античастица должна описываться . Различие свойств частиц и античастиц может проявиться. При исследовании их взаимодействий с другими частицами. Такие взаимодействия характеризуются величинами, играющими такую же роль, как электрический заряд во взаимодействиях с электромагнитным полем.

Если частица тождественна античастице, т.е. , то такая частица называется истинно нейтральной. Нейтрино и антинейтрино- разные частицы. Они различаются спиральностью. 2-х компонентные нейтрино не инвариантны относительно операции пространственного отражения. Произведение операции пространственного отражения и зарядового сопряжения называется комбинированной инверсией.

Теорема СРТ (СРТ-теорема), теорема квантовой теории поля, согласно которой уравнения теории инвариантны относительно СРТ-преобразования, то есть не меняют своего вида, если одновременно провести три преобразования: зарядовое сопряжение С (замена частиц античастицами), пространственную инверсию (зеркальное отражение) Р (замена координат r на — r) и обращение времени Т (замена времени t на — t). Т. СРТ была сформулирована и доказана в работах немецкого физика Г. Людерса (1952— 1954) и швейцарского физика В. Паули (1955). Она вытекает из основных принципов квантовой теории поля. Если в природе происходит некоторый процесс, то в силу Т. СРТ с той же вероятностью в ней может происходить и процесс, в котором частицы заменены соответствующими античастицами, проекции их спинов имеют противоположный знак, а начальные и конечные состояния процесса поменялись местами.