轻子和反轻子
- 轻子是一组基本(小学)粒子
- 这意味着它们不是由任何其他粒子组成的(没有夸克)
- 轻子通过弱相互作用、引力相互作用或电磁相互作用与其他粒子相互作用
- 他们做不通过强核力相互作用
- 最常见的轻子有:
- 电子e- - - - - -
- 电子中微子ve
- μ子,μ- - - - - -
- μ子中微子,vμ
最常见的轻子是电子、μ子和它们各自的中微子
- μ子与电子相似,但略有不同重
- 电子和μ子这两个电荷是-1e质量是0.0005u
- 中微子是宇宙中最丰富的轻子免费和可以忽略不计质量(几乎为0)
- 虽然夸克也是基本粒子,但它们不被归为轻子
- 轻子做的不与强作用力相互作用,而夸克会
工作的例子
圈出下列衰变方程中的所有反轻子。
轻子数
- 类似于重子数,轻子数,l相互作用中轻子的数量是多少
- l取决于粒子是轻子、反轻子还是都不是
- 轻子有一个轻子数l= + 1
- 反轻子有一个轻子数l= 1
- 不是轻子的粒子有轻子数l= 0
- 轻子数是一个量子数,在所有相互作用中都是守恒的
- 这有助于了解交互是否能够发生
轻子数取决于粒子是轻子、反轻子还是都不是
工作的例子
如果轻子数在接下来的衰变中是守恒的,确定粒子X应该是中微子还是反中微子
步骤1:确定方程两边所有粒子的轻子数
0 + (-1) = 0 + x
第二步:确定X的轻子数
如果轻子数必须守恒,X的轻子数也必须是-1
步骤3:状态粒子X
粒子X是反中微子
考试技巧
没有必要为记住所有不同的轻子数而烦恼——每个轻子和反轻子的轻子数都在数据表上提供。请记住,尽管夸克是基本粒子,但它们的轻子数为0,并被归类为重子。
μ介子衰变
- μ子是轻子,比电子稍微重一点
- μ介子(μ- - - - - -)通常会衰变成电子
- Anti-muons(μ+)通常会衰变为正电子
介子衰变的费曼图
- μ子衰变是通过弱相互作用发生的
- 这可以通过W的交换来识别- - - - - -玻色子在费因曼图
工作的例子
证明μ子衰变满足所有守恒定律。
第一步:写出μ子衰变的方程
μ- - - - - -→e- - - - - -+ṽe+νμ
步骤2:列出在此交互中必须保守的数量
-
- 电荷,问
- 电子和μ子的Q = -1,中微子的Q = 0
- 电子轻子数,Le
- le电子= +1,Le反电子中微子= -1,Leμ子和μ子中微子= 0
- 介子轻子数,Lμ
- lμμ子和μ子中微子= +1,Lμ电子和电子中微子= 0
- 电荷,问
步骤3:确定每个数量在等式两边是否平衡
-
- 电荷,问:
- μ- - - - - -→e- - - - - -+ṽe+νμ
- -1 = -1 + 0 + 0✓守恒
- 电子轻子数,Le:
- μ- - - - - -→e- - - - - -+ṽe+νμ
- 0 = +1 - 1 + 0✓守恒
- 介子轻子数,Lμ:
- μ- - - - - -→e- - - - - -+ṽe+νμ
- +1 = 0 + 0 +1✓守恒的
- 电荷,问:
第四步:写一个结论
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- 方程两边的电荷数、电子轻子数和μ子轻子数相等,因此μ子衰变满足这些守恒定律