角动量争议：究竟为何及其重要性

如何将光子或胶子的总角动量分解为自旋和轨道贡献，这一对于理解核子内部结构至关重要的普遍问题，是量子电动力学和量子色动力学等规范理论面临的最重要且有趣的挑战之一。这一点尤其具有挑战性，因为所有量子电动力学教科书都指出，无法以规范不变的方式对光子（进而对胶子）进行此类分解，然而世界各地的实验学家正致力于测量他们认为是胶子自旋的量！自 2008 年有人声称这种规范不变的分解实际上是可能的以来，这个问题一直是激烈辩论和争议的焦点。我们解释了这一声称在何种意义上是正确的，并指出主要问题之一在于这种分解不是唯一的，从而引发了何为最自然或物理选择的问题。可测量性的基本要求并不能解决这些模糊性，使我们得出结论：特定分解的选择本质上取决于个人偏好和便利性。在本综述中，我们提供了关于规范理论中角动量分解问题的教学式介绍，展示了主要的相關分解，并详细讨论了关于规范不变性、参考系依赖性、唯一性和可测量性等问题的争议的几个方面。我们强调了近期发展的物理意义，并将所有我们认为与实验相关的求和规则及关系收集在单独的部分。我们希望这篇综述能使该主题更易于被广大社区接受，并有助于澄清当前的状况。