Аннигиляция электрон-позитронных пар – важный процесс в физике высоких энергий, активно изучаемый в экспериментах на ускорителях частиц. Понимание этого процесса и законов сохранения, которые ему подчиняются, является ключевым для интерпретации результатов таких экспериментов.
2.3. Поляризация фотонов:
Поляризация фотона описывает ориентацию его электрического поля в пространстве. Фотон, являясь безмассовой частицей со спином 1, не может иметь нулевую проекцию спина на направление движения (спин фотона всегда перпендикулярен направлению его распространения). Поэтому поляризация фотона напрямую связана с его спином: спин определяет направление колебания электрического поля.
Связь поляризации со спином фотона:
Фотон обладает спиральной поляризацией, что означает, что его спин может быть параллельным или антипараллельным направлению его движения. Эти два состояния соответствуют правой и левой круговой поляризации соответственно. В классической электродинамике это соответствует вращению вектора электрического поля фотона по часовой или против часовой стрелки при распространении фотона.
Типы поляризации:
Существуют несколько способов описать поляризацию фотона:
* Линейная поляризация: Вектор электрического поля колеблется в одной плоскости, перпендикулярной направлению распространения фотона. Это можно представить как суперпозицию двух ортогональных круговых поляризаций с одинаковой амплитудой и фазой. Направление колебаний вектора электрического поля определяет угол поляризации.
* Круговая поляризация: Вектор электрического поля вращается вокруг направления распространения фотона. Существует правая круговая поляризация (вектор электрического поля вращается по часовой стрелке, если смотреть навстречу направлению распространения фотона) и левая круговая поляризация (вектор электрического поля вращается против часовой стрелки). Круговая поляризация соответствует собственным состояниям спина фотона.
* Эллиптическая поляризация: Вектор электрического поля описывает эллипс в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Это является более общим случаем, который включает как линейную, так и круговую поляризацию как частные случаи. Эллиптическая поляризация характеризуется большой и малой полуосями эллипса и углом наклона большой оси.