home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #18 / NN_1992_18.iso / spool / sci / physics / 12785 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-08-13  |  4.0 KB  |  93 lines

  1. Newsgroups: sci.physics
  2. Path: sparky!uunet!mcsun!sunic!lth.se!pollux.lu.se!magnus
  3. From: magnus@thep.lu.se (Magnus Olsson)
  4. Subject: Re: Vector Bosons?
  5. Message-ID: <1992Aug13.173523.9505@pollux.lu.se>
  6. Sender: news@pollux.lu.se (Owner of news files)
  7. Nntp-Posting-Host: dirac.thep.lu.se
  8. Organization: Theoretical Physics, Lund University, Sweden
  9. References: <d==y5bh@rpi.edu> <BsxHtJ.B8p@helios.physics.utoronto.ca>
  10. Date: Thu, 13 Aug 1992 17:35:23 GMT
  11. Lines: 80
  12.  
  13. In article <BsxHtJ.B8p@helios.physics.utoronto.ca> dooley@helios.physics.utoronto.ca (Kevin Dooley) writes:
  14. >In article <d==y5bh@rpi.edu> caer@iear.arts.rpi.edu (Charlie Figura) writes:
  15. >>
  16. >>Perhaps some of you brilliant minds out there can explain a thing
  17. >
  18. >I hope I'll do instead....
  19. >
  20. >>to me...  somewhere (dont ask me, I dont know where) I heard of such
  21. >>a thing called a vector boson.  Now, I understand what bosons are,
  22. >>i.e, particles that obey the Bose-Einstein statistics.  I don't know,
  23. >>however, what a *vector* boson is.  
  24. >
  25. >In a nutshell, the 'vector' refers to the angular momentum of the particle.
  26. >A vector transforms under Lorentz transformations according to certain rules
  27. >which you can find in any book on high energy physics.  In particular, a
  28. >vector boson has spin of 1 (in units of hbar).  A scalar has spin 0, a
  29. >tensor has spin 2.  The term also implies a certain parity.  If I reflect
  30. >a vector in the mirror I get a vector of the same length pointing in the
  31. >opposite direction so a vector boson such as a photon or a W or Z has
  32. >negative parity.  Tensors and scalars have positive parity.  A particle
  33. >with the wrong parity gets 'pseudo' tacked on in front.  So, for example
  34. >a pion which has zero spin but negative parity is called a 'pseudoscalar'
  35. >while a b meson (not B, but b) which has spin 1 and positive parity is
  36. >called a 'pseudovector'.
  37.  
  38.  
  39. To clarify this just a little bit more:
  40.  
  41. In Schroedinger's version of quantum mechanics, a particle is described
  42. by a wave function. Once we combine QM with special relativity, it
  43. turns out that we get particles with an intrinsic angular momentum (not
  44. realted to the particle's motion), usually called spin.
  45.  
  46. The interesting thing is that the spin is directly related to the way
  47. the wave function changes under Lorentz transformations.
  48.  
  49. In the simplest case, the wave function is a scalar, i.e. it is not
  50. changed by a Lorentz transformation. This corresponds to a spin of 0. 
  51.  
  52. A pseudoscalar particle has a wave function that doesn't change under
  53. "proper" LT's (those that don't involve mirror reflections) but
  54. changes its sign if you reflect it. This also corresponds to a spin of
  55. 0. 
  56.  
  57. As said above, vectors and pseudovectors correspond to spin 1, while
  58. tensors (of rank 2) correspond to spin 2.
  59.  
  60. For particles with non-integral spin (fermions), the wave function is
  61. what is known as a Dirac spinor (for spin 1/2), or a combination of a
  62. spinor and a vector (spin 3/2).
  63.  
  64.  
  65. Finally: What do I mean by "transforms as a vector under Lorentz
  66. transformations"? This is not trivial, because there are two
  67. definitions of "vector". 
  68.  
  69. In ordinary, three-dimensional space, the most elementary definition
  70. of a vector is as a "quantity with a magnitude and a direction", i.e.
  71. as a triplet of real numbers.
  72.  
  73. Another definition is "a triplet of real numbers that changes in the
  74. following way under a rotation: If the rotation matrix is a[i,j] and
  75. the vector is v[j], then the rotated vector is  v' [i] = sum(j)
  76. a[i,j]v[j]". 
  77.  
  78. The second definition means that not all "vectors" (def. 1) are
  79. vectors (def. 2).
  80.  
  81. In relativity, one always uses definition 2 (modified for
  82. four-dimensional Minkowski space). So scalars are one number, vectors
  83. are four numbers, spinors also are four numbers, tensors are 16
  84. numbers, and so on, and they all transform in characteristic ways
  85. under LT's. 
  86.  
  87. Magnus Olsson                   | \e+      /_
  88. Dept. of Theoretical Physics    |  \  Z   / q
  89. University of Lund, Sweden      |   >----<           
  90. Internet: magnus@thep.lu.se     |  /      \===== g
  91. Bitnet: THEPMO@SELDC52          | /e-      \q
  92.  
  93.