- •Теория квантовых переходов. Общее выражение для вероятности перехода из одного состояния в другое
- •Внезапное изменение взаимодействия
- •Переходы под действием периодического возмущения
- •Поглощение и излучение света. Вероятность перехода.
- •Спонтанное и индуцированное излучение. Коэффициенты Эйнштейна.
- •Время жизни возбужденного состояния атома
- •Принцип соответствия
- •Правило отбора для гармонического осциллятора. Интенсивность излучения
- •Правило отбора для оптических электронов в атоме
- •Релятивистская квантовая механика Элементарные частицы в квантовой механике. Уравнение Клейна-Гордона. Релятивистское уравнение для частицы с нулевым спином
- •Уравнение Дирака
- •Решение уравнения Дирака для свободных частиц
- •Состояния с отрицательной энергией. Понятие об электронно-позитронном вакууме
- •Момент количества движения электрона в теории Дирака. Спин. Полный момент импульса. Шаровые спиноры.
- •Релятивистские поправки к движению электрона в электромагнитном поле. Уравнение Паули. Спиновый магнитный момент
- •Атом водорода с учетом спина электрона. Энергетические уровни. Правила отбора с учетом спина электрона. Тонкая и сверхтонкая структура
- •Ковариантная форма уравнения Дирака
- •Зарядовое сопряжение. Частицы и античастицы
- •Уравнения Дирака для частицы с нулевой массой покоя. Нейтрино. Спиральность и инвариантность нейтрино относительно операции комбинированной инверсии. Срт- инвариантность.
- •Атом во внешнем магнитном поле. Нормальный и аномальный эффекты Зеемана.
- •Атом во внешнем электрическом поле. Эффект Штарка.
- •Квантовые системы, состоящие из одинаковых частиц
- •Симметричные и антисимметричные волновые функции. Схемы Юнга.
- •Теория основного состояния атомов с двумя электронами
- •Возбужденные состояния атома гелия. Орто- и парагелий
- •Вариационный метод Ритца
- •Метод самосогласованного поля Хартри — Фока
- •Адиабатическое приближение
- •Основные виды химической связи
- •Молекула водорода.
- •Теория валентности
- •Силы Ван-дер-Ваальса.
- •Энергетические уровни двух-атомных молекул.
- •Теория упругого рассеяния
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.