朗道-杨定理

在量子力学中，朗道-杨定理（英语：Landau–Yang theorem）是粒子衰变成两个在壳和离壳光子的选律。该定理指出，自旋为1的大质量粒子不能衰变成两个光子。[1][2]

假设

这里的光子是指任何自旋为1，并且没有质量和内部自由度的粒子。光子是唯一具有这些特性的已知粒子。

影响

该定理在粒子物理学中会产生几种后果，例如：

  • ρ介子不能衰变成两个光子，这与中性π介子不同，后者几乎总是衰变成这个最终状态（98.8%几率）。[3]
  • W及Z玻色子不能衰变为两个光子。[4]
  • 希格斯玻色子的自旋在2013年以前未曾测量，但在2012年却被观察到可衰变为两个光子，这使得在假设的朗道-杨定理的模型中自旋为1是不可能的。[5][6]

参考资料

  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. （原始内容存档于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]. （原始内容存档 (PDF)于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. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2021-07-18）.