Neutrino+Antineutrino -> W+ + W-

Hallo zusammen!

Eine kleine Frage: Sind die beiden gezeichneten Feynman-Diagramme möglich? Also eigentlich sollten sie es meines Wissens sein. Ich bin mir etwas unsicher, da sie ja grundlegend verschieden aufgebaut sind. Wenn beide möglich sind, Sind diese dann wegen des verschiedenen Aufbaus trotzdem beide erster Ordnung, da man das rechte nicht weiter reduzieren kann?

Viele Grüße!

Ich glaube das geht beides so nicht, da Spinerhaltung an den Vertices gelten muss und deine Bosonen haben alle Spin (±) 1 und du hast immer mindestens einen Vertex mit 3 Bosonen, wie soll das gehen?

Der Gesamtspinzustand kann vorher in beiden Faellen 0 sein. Da die ein und ausfallenden teilchen gleichen Spin haben.

Sieht sonst erstmal recht legal aus.
Das zweite Diagramm hat 4 Vertices, ist also NLO (Next to leading order).

Also muss Spinerhaltung nicht an den einzelnen Vertices gelten, sondern nur am Anfang und am Ende? Ist das der Grund, dass der Vertice W+ + W- -> Photon erlaubt ist, obwohl das ja auch eine Verletzung der Spinerhaltung wäre?

Huch. Ich glaub da hab ich Quatsch erzaehlt.
Aber spin 1/2 und 1/2 der Neutrinos koennen einen gesamtspinnzustand 1 bilden und somit ein Z Boson erzeugen. Somit funktionieren die einzelnen Vertices.

Die Situation ist doch Analog zum Fundamentalvertex der QED.

Aber der drei Bosonen vertex ist, wie @J_G gesagt hat komplizierter.

Es gibt ja einen drei-gluon Vertex. Spin 1 und Spin 1 konnen ja einen Gesamtspinzustand 1 bilden.

Aber ein Z boson zerfaellt glaube ich nicht in Ws…

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Im Griffiths findet sich tatsaechlich auch ein Z und 2W vertex…

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hmm…ok…also um das mal zusammenzufassen. Spinerhaltung muss prinzipiell an den Vertices gegeben sein. Bei drei Bosonen-Vertices ist es aber bisschen komplizierter und nicht so pauschal sagbar(?). Z in 2Ws scheint es zu geben. Deswegen funktionieren die beiden gezeichneten Feynman Diagramme.

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Ich finde Spinerhaltung sowieso etwas merkwuerding in diesem Kontext, aber das liegt warscheinlich an meinem Unverstaendniss.

So wie ich es Verstehe:

Die spinzustaende an dem Vertices muessen im gleichen Spin-raum exisitieren (gleicher Gesamtspin).

Das geht fast immer denke ich:

  • 2 Leptonen: 1/2,1/2\rightarrow 0\vee 1 also kann ein Boson rauskommen
  • 2 Bosonen: 1,1\rightarrow 0\vee 1\vee 2 also kann auch ein Boson rauskommen, aber kein Lepton
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Das kommt auf die WW an. Ein drei Photonen Vertex existiert z.b. nicht, weil ein Photon keine Ladung hat und nicht mit sich selbst Wechselwirkt.

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Ein Vertex ohne Spinerhaltung würde in der Klausur nicht drankommen, weil wir gelernt haben, dass Spinerhaltung an jedem Vertex gilt. Mögliche Spezialfälle würden wir dann noch im zweiten Halbsemester lernen (oder garnicht). Ich denke, wenn man die Feynmandiagramme aus Übung 5 gut und schnell hinbekommt ist man in diesem Themenkomplex gut vorbereitet.

Spin ist ja erhalten.
Gesamtspin!

Ach so, dann habe ich mir das falsch aufgeschrieben

So ist es. Es werden keine F-Digramme mit W-Bosonen drankommen, weil schwache WW noch nicht im Detail behandelt wurde.

insgesamt sehr schöne Diskussion der beiden obigen Diagramme
Antworten zu den Fragen:

  1. Nur das llinke (s-Kanal) Diagramm ist niedrigste Ordnung (LO), denn das rechte hat mehr Vertices.
  2. Aus dem rechten Diagramm lässt sich ein LO Diagramm machen, wenn man das Photon weglässt und die beiden Myonen in ein einziges verbindet (t-Kanal)
  3. Den ZWW-Vertex gibt es aus denselben Gründen wie den ggg-Vertex: Das Z koppelt an alles mit schwacher Ladung und das W hat ja schwache Ladung.
  4. reale (on-shell) Z zerfallen tatsächlich nicht in 2 reale W, weil die Z-Masse nicht groß genug ist,
    aber im s-Kanal Diagramm ist das Z ja virtuell und darf off-shell sein
  5. Wie Sie schon selber gemerkt haben, kann man durch aus Spin 1 + Spin 1 -> Spin 1 koppeln. Nur die m-Quantenzahlen addieren sich wie normale Zahlen. Der gesamtspin ist ja vektoriell und sie müssen ein (hier gleichseitiges) Summen-Dreieck der Spins malen können. das geht hier.

hab ich einen Aspekt vergessen? Dann bitte nachfragen. Aber wie gesagt: schwache WW kommt in dieser klausur nihct auf dem Feynman-Level dran

Viele Grüße
Michael Kobel

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Eine etwas verspätete Antwort, aber vielleicht nochmal zum grundlegenden Verständnis: Die Anzahl der Vertices sagt dir nicht zwangsläufig, um welche Ordnung es sich handelt. Beispielsweise gibt es Feynman Diagramme, die 4 Vertices beinhalten, aber trotzdem führender Ordnung sind (LO), siehe z.B. in der Übung 8. Es kommt also auf den jeweiligen Prozess an. Weiterhin ist für die Ordnung nicht relevant, wie viele Vertices es gibt, sondern welche Ordnung in der jeweiligen Kopplungskonstanten vorliegt. So ist zum Beispiel der Gluon 4er Vertex proportional zu g^2.

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