群と物理学の共随伴作用運動量

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • このテキストは、光子の性質、特に偏光とヘリシティについて説明している。
  • ニュートリノは質量ゼロの粒子として記述され、光子と類似した特性を持つ。
  • このテキストは、ポアンカレ群が3種類のニュートリノを記述する上で抱える限界を強調している。

群と物理学の共随伴作用運動量

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光子。

このようにして、二種類の光子が得られることが分かる:

(126)

式126

「右」の光子(右回り偏光)と「左」の光子(左回り偏光)であり、それらはヘリシティの違いによって区別される。同じ方向(OZ軸)に速度cで進行し、同じ色(エネルギーE)を持つ二つの光子である。

光子に関しては、エネルギーEと運動量pは独立ではない。

(127) E = hν

これにより、

(128)

式128

エネルギー、伝播方向、ヘリシティ以外に、光子に他の特性は存在しない。いわば「すべての荷電量がゼロ」であり、反粒子と同一である(ゼロの正負は同じである)。

ニュートリノ。

質量がゼロであると仮定すると(現時点ではその通りとされている)、ニュートリノの運動量行列は光子と同一であるが、スピンが半分である点が異なる。

(128b)

(129)

光速cで進行するニュートリノには、エネルギー-運動量、量子化されたスピン(光子とは異なる)があり、またヘリシティを持つ。右偏光と左偏光のニュートリノが存在する。

しかし、さらに三種類の異なるニュートリノが存在することが知られている。これはポアンカレ群では現れず、また現れることもできない(後述の通り、粒子の異なる荷電量を幾何学的に表すために、この群を修正する必要がある)。

したがって、ニュートリノは三種類に分類される:

  • 電子型
  • ミュオン型
  • タウオン型

すなわち、三種類の荷電量を与えることができる:

e = 電気的荷電 = ±1(±;「単位荷電量」)
cm = ミュオン荷電 = ±1
cn = タウオン荷電 = ±1

この荷電量の符号反転を「荷電共役」または「C対称性」と呼ぶ。

したがって、三種類のニュートリノはそれぞれ対応する反ニュートリノと結びつける必要がある:

(130)

しかし、この区別(量子数、荷電量、物質-反物質の双対性)も、あらかじめポアンカレ群に含まれているわけではない。