En mecànica quàntica, el teorema de Landau–Yang és una regla de selecció per a partícules que decauen en dos fotons reals. El teorema, que rep el seu nom dels físics teòrics Lev Landau i Chen Ning Yang que el van proposar, afirma que una partícula massiva amb espín 1 no pot decaure en dos fotons.[original 1][original 2]
Un fotó s'ha d'interpretar com una partícula amb espín 1, sense massa i sense graus interns de llibertat. El fotó és la única partícula coneguda amb aquestes propietats.
Les regles de selecció, indicant quines desintegracions són permeses i quines prohibides, i amb quina probabilitat els fotons tenen una polarització determinada, depenen de l'espín S i de la paritat P de la partícula que es desintegra:
Espín |
Paritat |
Polarització dels fotons de decaïment
|
de la partícula mare |
paral·lela |
ortogonal
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
transició prohibida
|
|
transició prohibida
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
transició prohibida
|
Conseqüències
El teorema té diverses conseqüències en física de partícules. Per exemple:
- El mesó ρ no pot desintegrar-se en dos fotons, a diferència del pió neutre, que gairebé sempre decau en aquest estat final (98.8% de probabilitat).[1]
- El bosó Z no pot decaure en dos fotons.
- La desintegració del bosó de Higgs en dos fotons, observada amb la seva descoberta el 2012, indica que aquest bosó escalar no pot tenir espín 1.[2][3]
Referències originals
Referències addicionals