電子と反電子の違いについて

質問

電子と反電子の違いは、スピンが右回りと左廻りであると
考えてよいでしょうか？

回答No.4

grothendieck · ベストアンサー

質量０、スピン1/2の粒子の場合、粒子-反粒子はそれぞれヘリシティの固有状態となるので粒子-反粒子はスピンの右回り・左回りと関係ありそうだと言うことが分かりますが、質量が０でない場合にも関係あります。よく知られているように空間反転で極性ベクトルは反対向きになりますが、軸性ベクトルは不変です。そのためある極性ベクトルを基準にして考えると空間反転でスピンの右回り・左回りが入れ替わります。これは弱い相互作用で考えなければならないことです。弱い相互作用の V-A 理論によればクォークやレプトンは(1+γ5)ψというカイラリティの固有状態で相互作用項に含まれます。そのため中性子やミューオンの崩壊で放出される電子のスピンは運動量の反対方向を向いています。これを空間反転した状態は上に述べたことからスピンが運動量の方向を向いた状態です。すなわち弱い相互作用では空間反転した時に実現するはずのことは起らないと言うことであり、これが「弱い相互作用でのパリティ不変性の破れ」と言われることの内容です。一方、β崩壊でもCP不変性は成り立っているので放出される陽電子のスピンは運動量の方向を向いています。これから粒子-反粒子はスピンの右回り・左回りと深い関係があることが分かります。

お礼

お返事ありがとうございます。

どうやら、電子と反電子の違いは、スピンが右回りと左廻りであると
考えては、駄目なようですね。理由は、電子のスピンに右回りと左廻り
があるからです。しかし、ひょっとしたら、スピンが右回りの電子を
左廻りにしたら、反電子になるかもしれませんが、

回答No.3

shiara

粒子と反粒子の違いを明確に説明することはできませんが、スピンの右回りと左回りがヘリシティのことを指しているならば、電子と反電子（通常は陽電子といいます）の違いと、スピンの右回りと左回りとは関係ありません。
　スピンの右回り左回りは、粒子の進行方向のスピン成分が上向きか下向きかの違いであり、観測する座標系によって変わります。例えば、ある座標系で、粒子の進行方向のスピン成分が上向きであった場合、スピンは右回りとなりますが、その粒子を追い越す座標系から見れば、粒子の進行方向が反転し、スピンの向きは変わりませんから、スピンは左回りとなります。
　以上のことは、電子であるか陽電子であるかは関係ありません。つまり、電子には右回りも左回りもあり、陽電子も右回りと左回りがあります。
　なお、ニュートリノの場合は、状況は異なります。ニュートリノは、光の速さで移動すると考えられておりますので、ニュートリノを追い越す座標系が存在しません。このため、正のニュートリノは左巻き、反ニュートリノは右巻きスピンしかありません。

回答No.2

grothendieck

電子と反電子の違いは、スピンが右回りと左廻りであると言うことができます。ディラック理論によれば電子-陽電子の電荷をe、磁気能率をμ、スピンをSとすると
　μ = 2(e/2mc)S
となります。すなわち磁気能率の方向を基準にしてスピンが右ねじの方向なのが陽電子で、左ねじの方向なのが電子であるということになります。また速度が光速に近い場合にはヘリシティによっても電子と陽電子は区別されると思います。さらにポアンカレ群の表現の観点から考えてみましょう。固有ローレンツ群の表現は点のあるスピノールと点のないスピノールで表わされ、これが粒子と反粒子に対応します。そして空間反転によって点のあるスピノールと点のないスピノールは互いに移り変わります。これから粒子と反粒子の違いはスピンが右回りと左回りの様なものであることが分かります。ニュートリノの様に電荷のない粒子もあるので粒子と反粒子の違いは電荷の符号が異なることであると言うのは不適切です。ポアンカレ群の表現の観点から記述すべきです。

回答No.1

propon2334

こんにちは。

＞電子と反電子の違いは、スピンが右回りと左廻りであると

違います。反物質（反粒子）は質量、スピンが同じだが、電荷など正負が逆のものを言います。反電子はすなわち＋の電荷を持つ陽電子です。
物質を構成する粒子レプトンには様々なものがあり、ニュートリノや中性子などの反物質もそれぞれ存在します。詳しくはリンクをどうぞ。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8D%E7%89%A9%E8%B3%AA