Хира́льность[1] (киральность[2]) — свойство физики элементарных частиц, состоящее в различии правого и левого, и указывающее на то, что Вселенная является несимметричной относительно замены правого на левое и левого на правое. Обычно говорят про хиральность молекул и хиральность элементарных частиц.
Спиральность частицы является положительной («правой»), если направление спина частицы совпадает с направлением её движения, и отрицательной («левой»), если направления спина и движения частицы противоположны. Таким образом, стандартные часы с вектором спина, определяемым вращением их стрелок, имеют левую спиральность, если они движутся так, что циферблат обращён вперёд.
Математически спиральность является знаком проекции вектора спина на вектор импульса: «левая» – отрицательная, «правая» – положительная.
Хиральность частицы – это более абстрактное понятие: она определяется тем, преобразуется ли волновая функция частицы по правому или левому представлению группы Пуанкаре.[a]
Для безмассовых частиц, таких как фотоны, глюоны и (гипотетические) гравитоны, хиральность – это то же самое, что и спиральность; данные безмассовые частицы как бы «вращаются» в одну и ту же сторону относительно своей оси движения независимо от точки зрения наблюдателя.
Для массивных частиц, таких как электроны, кварки и нейтрино, хиральность и спиральность следует различать: в случае этих частиц наблюдатель может перейти к системе отсчёта, движущейся быстрее, чем вращающаяся частица. В таком случае частица будет двигаться назад, а её спиральность (которая может считаться «кажущейся хиральностью») будет перевёрнута.