Hélicité (physique des particules)

En physique des particules, l'hélicité est la projection du spin sur la direction de la quantité de mouvement (cette projection correspond donc à la composante suivant la direction de propagation) :

Schéma de l'hélice. (R) droitier, (L) gaucher
étant la direction de
  • Si , on dira d'une particule que son hélicité est droite (positive) selon que son spin est orienté dans le même sens que son mouvement.
  • Si , on dira d'une particule que son hélicité est gauche (négative) selon que son spin est orienté dans le sens opposé à son mouvement.

Ainsi par exemple, il semble bien que tous les neutrinos aient une hélicité gauche, et que les antineutrinos aient une hélicité droite.

Cas général modifier

De façon plus générale, l'hélicité d'une particule correspond à la projection de son moment cinétique total  , c'est-à-dire la somme de son moment cinétique orbital   et de son moment cinétique intrinsèque (ou spin)  , sur la direction de sa quantité de mouvement :

 

Cependant, puisque le moment cinétique orbital   est relié au vecteur position   de la particule et à sa quantité de mouvement   par la relation suivante :

  ,

les vecteurs   et   sont perpendiculaires entre eux, de sorte que  

Propriétés modifier

L'hélicité est constitutive de la nature de la particule (comme la masse). Il s'agit d'un nombre quantique conservé.

Si une particule n'a pas de masse alors son hélicité est un invariant de Lorentz.

Puisque les valeurs propres du spin selon un axe sont discrètes, les valeurs propres de l'hélicité sont aussi discrètes. Pour une particule de spin S, les valeurs propres de l'hélicité sont S, S − 1 ..., −S [citation nécessaire]. L'hélicité du spin d'une particule va donc de −S à +S.

Notes et références modifier

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Helicity (particle physics) » (voir la liste des auteurs).