Voir la source de Hélicité (physique des particules)

{{homon|Hélicité}}
{{Ébauche|physique des particules}}
[[fichier:Right left helicity.svg| vignette| redresse=1.5| Hélicité positive (particule « droitière ») ou négative (particule « gauchère »).]]
[[Fichier:Helix diagram-de.png|vignette| Schéma de l'hélice. (R) droitier, (L) gaucher.]]
En [[physique des particules]], l''''hélicité''' <math>h</math> est la [[Projection orthogonale|projection]] du [[spin]] <math>\vec S</math> sur la direction de la [[quantité de mouvement]] <math> \vec p </math> (cette projection correspond donc à la composante suivant la direction de propagation) :
:<math>h = \vec S\cdot \hat p,\qquad \hat p = \frac{\vec p}{\left|\vec p\right|}</math>   étant la direction de <math> \vec p </math>
* Si <math>h > 0</math>, on dira d'une particule que son hélicité est droite (positive) selon que son spin est orienté dans le même sens que son mouvement. 
* Si <math>h < 0</math>, on dira d'une particule que son hélicité est gauche (négative) selon que son spin est orienté dans le sens opposé à son mouvement.

Toutes les [[particule subatomique|particules]] connues de spin non nul<ref group=alpha>La seule particule connue de spin 0 est le [[boson de Higgs]].</ref> dont on a pu mesurer l'hélicité, à l'exception notable des [[neutrino]]s, peuvent avoir une hélicité positive (particules « droitières ») ou négative (particules « gauchères »). Une particule et son [[antiparticule]] ont des spins opposés donc aussi des hélicités opposées. Les trois [[neutrino]]s ont toujours une hélicité négative, et les antineutrinos une hélicité positive<ref>{{chapitre| langue=en| titre=The weak and the electroweak interactions| numéro chapitre=V.3| auteur1=[[Anthony Zee|A. Zee]]| titre ouvrage=Quantum Field Theory, as Simple as Possible| date=2023| pages totales=372| isbn=978-0-691-17429-7| isbn2=978-0-69123927-9| passage=219-220}}.</ref>.

== Cas général ==
De façon plus générale, l'hélicité d'une particule correspond à la projection de son [[moment cinétique]] total <math>\vec J</math>, c'est-à-dire la somme de son moment cinétique orbital <math>\vec L</math> et de son moment cinétique intrinsèque (ou spin) <math>\vec S</math>, sur la direction de sa quantité de mouvement :
:<math>h = \vec J\cdot\hat p = \vec L\cdot\hat p + \vec S\cdot \hat p</math> 

Cependant, puisque le moment cinétique orbital <math>\vec L</math> est relié au [[vecteur position]] <math>\vec r</math> de la particule et à sa quantité de mouvement <math>\vec p</math> par la relation suivante :
:<math>\vec L = \vec r\wedge \vec p</math> ,
les vecteurs <math>\vec L</math> et <math>\vec p</math> sont perpendiculaires entre eux, de sorte que <math>\vec L\cdot \hat p = 0</math>

== Propriétés ==
L'hélicité est constitutive de la nature de la particule (comme la masse). Il s'agit d'un [[nombre quantique]] conservé.

Si une particule n'a pas de masse alors son hélicité est un [[Invariance de Lorentz|invariant de Lorentz]].

Puisque les [[éléments propres (algèbre linéaire)|valeurs propres]] du spin selon un axe sont discrètes, les valeurs propres de l'hélicité sont aussi discrètes. Pour une particule de spin ''S'', les valeurs propres de l'hélicité sont <math>S,S-1,\dots,-S</math>. L'hélicité d'une particule va donc de <math>-S</math> à <math>+S</math><ref>{{ouvrage| langue=en| auteur1=S. M. Troshin | auteur2=N. E. Tyurin| date=1994| titre=Spin Phenomena in Particle Interactions| éditeur=[[World Scientific]]| lieu=Singapour| isbn=9789810216924}}.</ref>. Pour les particules de masse nulle, ces valeurs propres ne sont pas toutes réalisées physiquement : pour le [[photon]] par exemple, de masse nulle et de spin 1, la [[valeur propre]] 0 n'est pas accessible<ref>{{lien web| langue=en|auteur1=Mark Thomson| date=2011| titre=Electroweak unification and the W and Z bosons| éditeur=[[université de Cambridge]]| lieu=[[Cambridge]]| url=https://www.hep.phy.cam.ac.uk/~thomson/partIIIparticles/handouts/Handout_13_2011.pdf| format=pdf| consulté le=4 février 2025}}.</ref>.

== Notes et références ==
{{Traduction/Référence| en| Helicity (particle physics)| 496682544}}

=== Notes ===
{{références| groupe=alpha}}

=== Références ===
{{références}}

== Voir aussi ==
=== Bibliographie ===
* {{Ouvrage | langue=fr | prénom1=Richard | nom1=Taillet | prénom2=Loïc | nom2=Villain | prénom3=Pascal | nom3=Febvre | titre=Dictionnaire de physique | lieu=Louvain-la-Neuve | éditeur=[[Groupe De Boeck|De Boeck Supérieur]], hors {{coll.}} | mois=janvier | année=2018 | numéro d'édition=4 | année première édition={{date-|mai 2008}} | pages totales={{X}}-956 | format={{unité|24|cm}} | isbn10=2-8073-0744-2 | isbn13=978-2-8073-0744-5 | ean=9782807307445 | oclc=1022951339 | bnf= | sudoc=224228161 | présentation en ligne=https://www.deboecksuperieur.com/ouvrage/9782807307445-dictionnaire-de-physique | lire en ligne={{Google Livres|id=pjlFDwAAQBAJ}} | consulté le=1 février 2020 | partie={{s.v.}}hélicité | passage=360-361 }}.

=== Articles connexes ===
* [[Spin]]

{{Portail|physique}}

[[Catégorie:Physique des particules]]