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朗道-楊定理

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量子力學中,朗道-楊定理(英語:Landau–Yang theorem)是粒子衰變成兩個在殼和離殼光子選律。該定理指出,自旋為1的大質量粒子不能衰變成兩個光子。[1][2]

假設

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這裏的光子是指任何自旋為1,並且沒有質量和內部自由度的粒子。光子是唯一具有這些特性的已知粒子。

影響

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該定理在粒子物理學中會產生幾種後果,例如:

  • ρ介子不能衰變成兩個光子,這與中性π介子不同,後者幾乎總是衰變成這個最終狀態(98.8%幾率)。[3]
  • W及Z玻色子不能衰變為兩個光子。[4]
  • 希格斯玻色子的自旋在2013年以前未曾測量,但在2012年卻被觀察到可衰變為兩個光子,這使得在假設的朗道-楊定理的模型中自旋為1是不可能的。[5][6]

參考資料

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  1. ^ Yang, C. N. Selection Rules for the Dematerialization of a Particle into Two Photons. Physical Review. 1950-01-15, 77 (2): 242–245 [2021-07-18]. doi:10.1103/PhysRev.77.242. (原始內容存檔於2021-08-13). 
  2. ^ Landau, Lev Davidovich. The moment of a 2-photon system. Dokl. Akad. Nauk SSSR. 1948, 60: 207–209. 
  3. ^ Particle Data Group. Light Unflavored Mesons (PDF). [4 August 2012]. (原始內容存檔 (PDF)於2021-04-24). 
  4. ^ Keung, Wai-Yee; Low, Ian; Shu, Jing. Landau-Yang Theorem and Decays of a Z′ Boson into Two Z Bosons. Physical Review Letters. 2008-08-29, 101 (9): 091802 [2021-07-18]. doi:10.1103/PhysRevLett.101.091802. (原始內容存檔於2021-08-13). 
  5. ^ Aad, Georges; Abajyan, Tatevik; Abbott, Brad; Abdallah, Jalal; Abdel Khalek, Samah; Abdelalim, Ahmed Ali; Abdinov, Ovsat; Aben, Rosemarie; Abi, Babak. Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC. 2012 [2021-07-18]. (原始內容存檔於2021-07-20). 
  6. ^ Chatrchyan, Serguei; Khachatryan, Vardan; Sirunyan, Albert M.; Tumasyan, Armen; Adam, Wolfgang; Aguilo, Ernest; Bergauer, Thomas; Dragicevic, Marko; Erö, Janos. Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC. 2012 [2021-07-18]. (原始內容存檔於2021-07-18).