阐明 β 衰变及相关过程中的角动量守恒之谜

我们探讨在微弱相互作用过程中如何守恒角动量。为最小化数学复杂度，首先在弹性散射中引入相同问题：圆偏振光子弹射于原子，散射光子的自旋方向与原光子不同，亦见于全相对论自旋 1/2 粒子在中心势中散射。随后我们考虑逆 β 衰变：中子俘获后产生电子。虽然入射中子与最终电子自旋均与动量共线，但最终自旋方向与中子自旋方向不同——看似违反角动量守恒。然而，在对最终粒子测量之前，这些情形中角动量确实被守恒。 apparent 角动量不守恒现象源于量子测量过程：测量装置初始时角动量定义不清，却定位于外部世界。我们推广讨论至大质量中子和电子，检视核 β 衰变与电子-正电子湮灭过程，借此推导角动量与极化分布的物理透明表达式。