光子のスピン

質問

光子のスピンについてはZeeman効果や遷移の選択則などによる実験結果から、
s=1と決めたような気もするんですが、実際はどうでしょうか。

電子のスピンs=h/2（hはhバー）はDirac方程式から導かれ、
それなりにイメージできるのでいいんですが、光子のスピンｓ=hは
どんな方程式から導かれるのでしょうか。また、そのときのスピンの
定義は何でしょうか。さらに一般論として、ボーズ粒子のスピンはど
のように定義するんでしょうか。

回答No.1

ji---san

電子のスピン1/2はDirac方程式から導かれるのではなくて、非斉次ローレンツ群のスピン1/2表現を電子とよんで、そこから導かれる方程式をDirac方程式と呼ぶという理解の方がより守備範囲が広いとおもいます。
(と素人が知ったかぶりをしていっていますが、専門の方間違ってたら訂正お願いします)

いまのところ見つかっているボゾンのスピンについては下記を参照してください。
http://ja.wikipedia.org/wiki/ボース粒子

電子は場の量子論を導入しなくてもローレンツ不変な方程式を出せる例外的なものだと私は記憶しています。しかしその代償として陽電子の海といったあやしげなものを導入しています。

場の量子論の勉強がてら、ワインバーグは和訳もあっておもしろいので読んでみてはいかがでしょう？私は専門外ですが暇つぶしにつまみ読みして結構面白かったです(ただし和訳の二巻までですが理解の限界でした)。

お礼

ありがとうございます。
ボーズ粒子といっても、電磁場と非可換ゲージ場では取り扱いが全く別のような気がします。一口に「スピン」といっても、可換と非可換の相互の関連性が薄いような気がしますがいかがでしょうか。

とりあえず、「光子のスピン」について知りたかったのですが、やはり、光子のスピン１は実験結果から導かれる（要請される）性質ではないか、という感じがします。場の量子化をするときに、実験結果からの要請を、電磁場のヘリシティとしてこじつけたのが、「光子のスピン」ではないかという把握は間違っているんでしょうか。

補足

ありがとうございます。
とりあえず、光子のスピンについて知りたかったのですが。

ワインバーグは６巻までは一応持っています、１，２巻の該当の部分も読んでみたのですが、あまり明確な書き方はしてありませんでした。
ワインバーグの何ページかを教えていただければありがたいです。

ワインバーグは結構難しい本です。和訳の２巻まで理解できれば充分だと思います。