輕 けい 子 こ (Lepton)是 ぜ 一種 いっしゅ 不 ふ 参與 さんよ 强 つよ 相互 そうご 作用 さよう 、自 じ 旋 为1/2的 てき 基本 きほん 粒子 りゅうし 。[1] 電子 でんし 是 ぜ 最 さい 為 ため 人知 じんち 的 てき 一種 いっしゅ 輕 けい 子 こ ;大 だい 部分 ぶぶん 化學 かがく 領域 りょういき 都會 とかい 涉 わたる 及到與 あずか 電子 でんし 的 てき 相互 そうご 作用 さよう ,原子 げんし 不能 ふのう 沒 ぼつ 有 ゆう 它,所有 しょゆう 化學 かがく 性質 せいしつ 都 と 直接 ちょくせつ 與 あずか 它有關 せき 。輕 けい 子 こ 又 また 分 ぶん 為 ため 兩 りょう 類 るい :「帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 」與 あずか 「中性 ちゅうせい 輕 けい 子 こ 」。帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 包括 ほうかつ 電子 でんし 、緲子 、陶 すえ 子 こ ,可 か 以與其它粒子 りゅうし 組 ぐみ 合成 ごうせい 複 ふく 合 あい 粒子 りゅうし ,例 れい 如原子 げんし 、電子 でんし 偶素等 ひとし 等 ひとし 。 在 ざい 所有 しょゆう 帶電 たいでん 輕 けい 子中 こなか ,電子 でんし 的 てき 質量 しつりょう 最 さい 輕 けい ,也是宇宙 うちゅう 中 ちゅう 最 さい 穩定、最 さい 常見 つねみ 的 てき 輕 けい 子 こ ;質量 しつりょう 較重的 てき 緲子與 あずか 陶 すえ 子 こ 會 かい 很快地 ち 衰 おとろえ 變成 へんせい 電子 でんし ,緲子與 あずか 陶 すえ 子 こ 必須 ひっす 經過 けいか 高 だか 能 のう 量 りょう 碰撞製 せい 成 なり ,例 れい 如使用 しよう 粒子 りゅうし 加速器 かそくき 或 ある 在 ざい 宇宙 うちゅう 線 せん 探測 たんそく 實驗 じっけん 。中性 ちゅうせい 輕 けい 子 こ 包括 ほうかつ 電 でん 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 、緲中微 ほろ 子 こ 、陶 すえ 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ ;它們很少與 あずか 任 にん 何 なん 粒子 りゅうし 相互 そうご 作用 さよう ,很難被 ひ 觀測 かんそく 到 いた 。
輕 けい 子 こ 一 いち 共有 きょうゆう 六 ろく 種 しゅ 風味 ふうみ ,形成 けいせい 三 さん 個 こ 世代 せだい 。[2] 第 だい 一 いち 代 だい 是 ぜ 電 でん 輕 けい 子 こ ,包括 ほうかつ 電子 でんし ( e− )與 あずか 電 でん 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ (ν にゅー e )。第 だい 二 に 代 だい 是 ぜ 緲輕子 こ ,包括 ほうかつ 緲子(μ みゅー − )與 あずか 緲中微 ほろ 子 こ (ν にゅー μ みゅー )。第 だい 三代是陶輕子,包括 ほうかつ 陶 すえ 子 こ (τ たう − )與 あずか 陶 すえ 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ (ν にゅー τ たう )。
輕 けい 子 こ 擁 よう 有 ゆう 很多內秉性質 せいしつ ,包括 ほうかつ 電荷 でんか 、自 じ 旋 、質量 しつりょう 等 ひとし 等 ひとし 。輕 けい 子 こ 與 あずか 夸克 有 ゆう 一 いち 點 てん 很不相 しょう 同 どう :輕 けい 子 こ 不 ふ 會 かい 感 かん 受到強 きょう 作用 さよう 力 りょく 。輕 けい 子 こ 會 かい 感 かん 受到其它三 さん 種 しゅ 基礎 きそ 力 りょく :引力 いんりょく 、弱 じゃく 作用 さよう 力 りょく 、電磁 でんじ 力 りょく 。但 ただし 是 ぜ ,由 ゆかり 於中微 ほろ 子 こ 的 てき 電 でん 性 せい 是 ぜ 中性 ちゅうせい ,中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 不 ふ 會 かい 感 かん 受到電磁 でんじ 力 りょく 。每 まい 一種輕子風味都有其對應的反粒子,稱 しょう 為 ため 「反 はん 輕 けい 子 こ 」。帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 與 あずか 對應 たいおう 的 てき 反 はん 輕 けい 子 こ 唯 ただ 一不同之處是帶有電荷的正負號相反。根據 こんきょ 某 ぼう 些理論 ろん ,中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 是 ぜ 自己 じこ 的 てき 反 はん 粒子 りゅうし ,但 ただし 這論點 てん 尚 なお 未 み 被 ひ 證 あかし 實 み 。
在 ざい 標準 ひょうじゅん 模型 もけい 裏 うら ,輕 けい 子 こ 扮 ふん 演 えんじ 重要 じゅうよう 角 かく 色 しょく ,電子 でんし 是 ぜ 原子 げんし 的 てき 成分 せいぶん 之 の 一 いち ,與 あずか 質 しつ 子 こ 、中子 なかご 共同 きょうどう 組成 そせい 原子 げんし 。在 ざい 某 ぼう 些被合成 ごうせい 的 てき 奇異 きい 原子 げんし 裏 うら ,電子 でんし 被 ひ 更 さら 換 かわ 為 ため 緲子或 ある 陶 すえ 子 こ 。像 ぞう 電子 でんし 偶素一類 いちるい 的 てき 輕 けい 子 こ -反 はん 輕 けい 子 こ 粒子 りゅうし 也可以被合成 ごうせい 。
英文 えいぶん 術語 じゅつご 「lepton」源 みなもと 自 じ 希 まれ 臘語 「λεπτόν 」(leptón ),是 ぜ 「λεπτός 」(leptós )的中 てきちゅう 性 せい ,含意 がんい 為 ため "小 しょう 、薄 うす "。[3] 萊昂·羅 ら 森 もり 菲爾德 とく 於1948年 ねん 最 さい 先 さき 為 ため 英文 えいぶん 術語 じゅつご 「lepton」命名 めいめい 。 [4]
在 ざい 克 かつ 理 り 斯蒂安 やす ·莫勒教授 きょうじゅ 的 てき 建議 けんぎ 之 これ 後 ご ,決定 けってい 用 よう 「lepton」(從 したがえ 「λεπτός」,小 しょう 、薄 すすき )這字來 らい 稱呼 しょうこ 一 いち 種 しゅ 小 しょう 質量 しつりょう 的 てき 粒子 りゅうし 。
這命名 めい 不正 ふせい 確 かく 地 ち 假定 かてい 所有 しょゆう 輕 けい 子 こ 的 てき 質量 しつりょう 都 と 很小。在 ざい 洛 らく 森 もり 斐命名 めいめい 那 な 時 じ ,學術 がくじゅつ 界 かい 只 ただ 知道 ともみち 有 ゆう 電子 でんし 與 あずか 緲子兩 りょう 種 たね 輕 けい 子 こ 。它們的 てき 質量 しつりょう 的 てき 確 かく 很小,電子 でんし 的 てき 質量 しつりょう 為 ため 6986818712184856999♠ 0.511 MeV ,[5] 緲子的 てき 質量 しつりょう 為 ため 6989169350054675900♠ 105.7 MeV ,[6] 比 ひ 質 しつ 子 こ 的 てき 質量 しつりょう 6990150332219775210♠ 938.3 MeV輕 けい 很多[7] 。可 か 是 ぜ ,在 ざい 1970年代 ねんだい 中期 ちゅうき 發現 はつげん 的 てき 陶 すえ 子 こ ,它的質量 しつりょう 是 ぜ 6990284706761739900♠ 1777 MeV[8] ,幾 いく 乎是質 しつ 子 こ 的 てき 兩 りょう 倍 ばい 。
馬丁 ばてい ·佩爾與 あずか 他 た 的 てき 實驗 じっけん 團 だん 隊 たい 發現 はつげん 陶 すえ 子 こ 。
最 さい 先 さき 被 ひ 辨 べん 識的輕 けい 子 こ 是 ぜ 電子 でんし ,英國 えいこく 物理 ぶつり 學者 がくしゃ 約 やく 瑟夫·湯 ゆ 姆森與 あずか 實驗 じっけん 團 だん 隊 たい 於1897年 ねん 發現 はつげん 電子 でんし 。[9]
[10] 1930年 ねん ,沃爾夫 おっと 岡 おか ·包 つつみ 立 りつ 大膽 だいたん 假設 かせつ 電 でん 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 存在 そんざい ,這是為 ため 了 りょう 解釋 かいしゃく β べーた 衰 おとろえ 變 へん 的 てき 能 のう 量 りょう 缺 かけ 失 しつ 問題 もんだい ,挽救能 のう 量 りょう 守恆 もりつね 定律 ていりつ ;包 つつみ 立 りつ 認 みとめ 為 ため ,所有 しょゆう 最初 さいしょ 與 あずか 最終 さいしゅう 觀 かん 察到的 てき 粒子 りゅうし 的 てき 能 のう 量 りょう 差 さ ,都 と 被 ひ 一種尚未探測到的粒子帶走了,這粒子 りゅうし 具有 ぐゆう 電 でん 中性 ちゅうせい ,不 ふ 會 かい 留 とめ 下 か 軌跡 きせき ,所以 ゆえん 很難探測 たんそく 到 いた 。[11] [12] 三 さん 年 ねん 後 ご ,恩 おん 里 さと 科 か ·費 ひ 米 まい 給 きゅう 出 で 理論 りろん ,成功 せいこう 描述β べーた 衰 おとろえ 變 へん ,強力 きょうりょく 支持 しじ 包 つつみ 立 りつ 的 てき 假設 かせつ 。費 ひ 米 まい 將 はた 這粒子 りゅうし 命名 めいめい 為 ため 「中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 」,意思 いし 為 ため 「微小 びしょう 的 てき 中子 なかご 」。在 ざい 那 な 時期 じき ,電 でん 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 被 ひ 稱 しょう 為 ため 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ ,因 いん 為 ため 尚 ひさし 未 み 發現 はつげん 其它世代 せだい 的中 てきちゅう 微 ほろ 子 こ 。1956年 ねん ,克 かつ 萊德·科 か 溫 あつし 與 あずか 弗 どる 雷 かみなり 德 とく 里 さと 克 かつ ·萊因斯共同 きょうどう 完成 かんせい 科 か 溫 あつし -萊因斯中微 ほろ 子 こ 實驗 じっけん 首 くび 先 さき 直接 ちょくせつ 觀察 かんさつ 到 いた 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 的 てき 存在 そんざい 。[12] [13]
在 ざい 電子 でんし 被 ひ 發現 はつげん 大約 たいやく 40年 ねん 之 これ 後 ご ,卡爾·安 やす 德森 とくのもり 於1936年 ねん 發現 はつげん 了 りょう 緲子。由 よし 於它的 てき 質量 しつりょう ,緲子最初 さいしょ 被 ひ 歸 き 類 るい 為 ため 介 かい 子 こ ,而不是 ぜ 輕 けい 子 こ 。[14] 漸 やや 漸 やや 地 ち ,學者 がくしゃ 發覺 はっかく 緲子的 てき 性質 せいしつ 更 さら 接近 せっきん 電子 でんし ,只 ただ 是 ぜ 質量 しつりょう 比較 ひかく 大 だい ,而且緲子不 ふ 會 かい 感 かん 受到強 きょう 相對 そうたい 作用 さよう ,不 ふ 具有 ぐゆう 介 かい 子 こ 的 てき 性質 せいしつ 。1947年 ねん ,才 さい 有 ゆう 學者 がくしゃ 開始 かいし 提議 ていぎ 一群粒子被歸類為輕子的概念。[12] 後來 こうらい ,緲子被 ひ 重 じゅう 新 しん 歸 き 類 るい ,緲子、電子 でんし 與 あずか 電 でん 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 一起被歸類為輕子。1962年 ねん 利 り 昂 のぼる ·萊德曼 、梅 うめ 爾 なんじ 文 ぶん ·施 ほどこせ 瓦 かわら 茨 いばら 與 あずか 傑 すぐる 克 かつ ·施 ほどこせ 泰 たい 因 いん 貝 かい 格 かく 爾 なんじ 做實驗 じっけん 直接 ちょくせつ 探測 たんそく 到 いた 緲中微 ほろ 子 こ ,證 あかし 實 じつ 不 ふ 只 ただ 一 いち 種 しゅ 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 存在 そんざい 。[15]
馬丁 ばてい ·佩爾與 あずか 他 た 的 てき 實驗 じっけん 團 だん 隊 たい 於1975年 ねん 完成 かんせい 實驗 じっけん 首 くび 先 さき 探測 たんそく 到 いた 陶 すえ 子 こ 。[16] 如同電子 でんし 與 あずか 緲子,物理 ぶつり 學者 がくしゃ 認 みとめ 為 ため 它應該也有 ゆう 伴 とも 隨 ずい 的中 てきちゅう 微 ほろ 子 こ ,這是因 いん 為 ため 他 た 們觀察到類似 るいじ β べーた 衰 おとろえ 變 へん 的 てき 缺 かけ 失 しつ 能 のう 量 りょう 問題 もんだい 。費 ひ 米 まい 實驗 じっけん 室 しつ 的 てき 直接 ちょくせつ 觀察 かんさつ 陶 すえ 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 實驗 じっけん (Direct Observation of the NU Tau,DONUT )團 だん 隊 たい 於2000年 ねん 探測 たんそく 到 いた 陶 すえ 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 參與 さんよ 作用 さよう 的 てき 證據 しょうこ 。[17]
虽然現有 げんゆう 數 すう 據 よりどころ 符合 ふごう 三 さん 個 こ 世代 せだい 的 てき 輕 けい 子 こ ,有 ゆう 些粒子 りゅうし 物理 ぶつり 學者 がくしゃ 仍在尋 ひろ 找第四 よん 代 だい 帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 。這種帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 的 てき 質量 しつりょう 下限 かげん 為 ため 6992161499389889600♠ 100.8 GeV ,[18] 伴 ばん 隨 ずい 它的中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 最少 さいしょう 應 おう 該帶有 ゆう 質量 しつりょう 6991720979419149999♠ 45.0 GeV 。[19]
右手 みぎて 螺旋 らせん 性 せい (
P
{\displaystyle \mathbf {P} }
、
S
{\displaystyle \mathbf {S} }
同 どう 向 むこう )與 あずか 左手 ひだりて 螺旋 らせん 性 せい (
P
{\displaystyle \mathbf {P} }
、
S
{\displaystyle \mathbf {S} }
反 はん 向 むこう )。
輕 けい 子 こ 是 ぜ 自 じ 旋1 ⁄2 粒子 りゅうし ,只 ただ 能 のう 處 しょ 於兩種 しゅ 自 じ 旋態:上 うえ 旋或下 か 旋。自 じ 旋統計 けい 定理 ていり 將 はた 它們按照自 じ 旋歸類 るい 為 ため 費 ひ 米子 よなご ,遵守 じゅんしゅ 包 つつみ 立 りつ 不 ふ 相 あい 容 よう 原理 げんり ,因 いん 此任何 なん 兩個 りゃんこ 全 ぜん 同 どう 的 てき 輕 けい 子 こ 不能 ふのう 同時 どうじ 佔有相 しょう 同 どう 的 てき 量子 りょうし 態 たい 。[20] :28-29
手 て 徵 ちょう 性 せい 與 あずか 螺旋 らせん 性 せい (helicity)是 ぜ 與 あずか 自 じ 旋緊密 きんみつ 相關 そうかん 的 てき 兩 りょう 種 たね 性質 せいしつ ,螺旋 らせん 性 せい 跟粒子 りゅうし 的 てき 自 じ 旋與動 どう 量 りょう 之 の 間 あいだ 的 てき 相對 そうたい 方向 ほうこう 有 ゆう 關 せき ;假 かり 若 わか 是 ぜ 同 どう 向 むかい ,則 のり 粒子 りゅうし 具有 ぐゆう 右手 みぎて 螺旋 らせん 性 せい ,否 いや 則 のり 粒子 りゅうし 具有 ぐゆう 左手 ひだりて 螺旋 らせん 性 せい 。對 たい 於不帶 たい 質量 しつりょう 粒子 りゅうし ,這相對 たい 方向 ほうこう 與 あずか 參考 さんこう 系 けい 無關 むせき ,可 か 是 ぜ ,對 たい 於帶質量 しつりょう 粒子 りゅうし ,由 ゆかり 於可以藉著 ちょ 洛 らく 倫 りん 茲變換 へんかん 來 らい 改 あらため 換 かわ 參考 さんこう 系 けい ,從 したがえ 不同 ふどう 的 てき 參考 さんこう 系 けい 觀察 かんさつ ,粒子 りゅうし 動 どう 量 りょう 不同 ふどう ,因 いん 此翻改 あらため 螺旋 らせん 性 せい ,可 か 以從右手 みぎて 螺旋 らせん 性 せい 翻 こぼし 改 あらため 為 ため 左手 ひだりて 螺旋 らせん 性 せい ,或 ある 從 したがえ 左手 ひだりて 螺旋 らせん 性 せい 翻 こぼし 改 あらため 為 ため 右手 みぎて 螺旋 らせん 性 せい 。手 て 徵 ちょう 性 せい 是 ぜ 通過 つうか 龐加萊群 (Poincaré group)的 てき 變換 へんかん 來 らい 定義 ていぎ 的 てき 性質 せいしつ 。對 たい 於不帶 たい 質量 しつりょう 粒子 りゅうし ,手 て 徵 ちょう 性 せい 與 あずか 螺旋 らせん 性 せい 一致 いっち ;對 たい 於帶質量 しつりょう 粒子 りゅうし ,手 て 徵 ちょう 性 せい 與 あずか 螺旋 らせん 性 せい 有 ゆう 別 べつ 。[21] :137-138, 338-340
在 ざい 很多量子 りょうし 場 じょう 論 ろん 裏 うら ,例 れい 如量子 りょうし 電動 でんどう 力學 りきがく 與 あずか 量子 りょうし 色 しょく 動力 どうりょく 學 がく ,並 なみ 沒 ぼつ 有 ゆう 對 たい 左手 ひだりて 與 あずか 右手 みぎて 費 ひ 米子 よなご 作 さく 任 にん 何 なん 區分 くぶん ,可 か 是 ぜ ,在 ざい 標準 ひょうじゅん 模型 もけい 的 てき 弱 じゃく 相互 そうご 作用 さよう 理論 りろん 裏 うら ,按照手 しゅ 徵 ちょう 性 せい 區分 くぶん 的 てき 左手 ひだりて 與 あずか 右手 みぎて 費 ひ 米子 よなご 被 ひ 非對稱 ひたいしょう 地 ち 處理 しょり ,只 ただ 有 ゆう 左手 ひだりて 費 ひ 米子 よなご 參與 さんよ 弱 じゃく 相互 そうご 作用 さよう ,右手 みぎて 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 不 ふ 存在 そんざい 。這是宇稱違反 いはん 的 てき 典型 てんけい 例 れい 子 こ 。[21] :ch 9.7
輕 けい 子 こ -光子 こうし 相互 そうご 作用 さよう 。
輕 けい 子 こ 的 てき 電荷 でんか
Q
{\displaystyle Q}
決定 けってい 了 りょう 它所產 しょさん 生 せい 的 てき 電磁場 でんじば ,也決定 けってい 了 りょう 它怎樣 さま 響 ひびき 應 おう 外 がい 電磁場 でんじば 。輕 けい 子 こ 的 てき 每 まい 個 こ 世代 せだい 的 てき 組員 くみいん 都 と 有 ゆう 一 いち 個 こ 帶電 たいでん 輕 けい 子 こ
Q
=
−
1
{\displaystyle Q=-1}
與一 よいち 個中 こちゅう 性 せい 輕 けい 子 こ
Q
=
0
{\displaystyle Q=0}
,例 れい 如,第 だい 一代輕子為電子 e− 與 あずか 電 でん 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ ν にゅー e 。
使用 しよう 量子 りょうし 場 じょう 論 ろん 的 まと 語 ご 言 げん ,帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 所 しょ 涉 わたる 及的電磁 でんじ 相互 そうご 作用 さよう 表 ひょう 達 たち 為 ため 這輕子 こ 與 あずか 電磁場 でんじば 的 てき 量子 りょうし (光子 こうし )彼此 ひし 之 の 間 あいだ 的 てき 相互 そうご 作用 さよう 。右 みぎ 圖 ず 是 ぜ 電子 でんし -光子 こうし 相互 そうご 作用 さよう 的 てき 費 ひ 曼圖 。
由 よし 於輕子 こ 具有 ぐゆう 自 じ 旋,帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 會 かい 產 さん 生 せい 磁場 じば ,磁偶極 ごく 矩 のり
μ みゅー
{\displaystyle \mu }
為 ため
μ みゅー
=
g
Q
e
ℏ
4
m
{\displaystyle \mu =g{\frac {Qe\hbar }{4m}}}
;
其中,
m
{\displaystyle m}
是 ぜ 輕 けい 子 こ 的 てき 質量 しつりょう ,
g
{\displaystyle g}
是 ぜ 輕 けい 子 こ 的 てき g-因數 いんすう (g-factor)。
一階近似量子力學預測,對 たい 於所有 しょゆう 輕 けい 子 こ ,g-因數 いんすう 為 ため 2;可 か 是 ぜ 高階 たかしな 量子 りょうこ 效 こう 應 おう ,因 いん 為 ため 費 ひ 曼圖裏 うら 的 てき 虛 きょ 粒子 りゅうし 圈 けん 對 たい 於這數字 すうじ 給 きゅう 出 で 修正 しゅうせい 。這些修正 しゅうせい ,稱 たたえ 為 ため 反 はん 常 つね 磁偶極 ごく 矩 のり (anomalous magnetic dipole moment),對 たい 於量子 りょうし 場 じょう 論 ろん 模型 もけい 的 てき 細 ほそ 節 ぶし 非常 ひじょう 敏感 びんかん ,因 いん 此是準 じゅん 確 かく 檢 けん 驗 けん 標準 ひょうじゅん 模型 もけい 的 てき 好機 こうき 會 かい 。對 たい 於電子 でんし 測量 そくりょう 其反常 つね 磁偶極 ごく 矩 のり 所得 しょとく 到 いた 的 てき 實驗 じっけん 數 すう 值符合理 ごうり 論 ろん 結果 けっか 至 いたり 8個 こ 有效 ゆうこう 數字 すうじ 。[22] :197
在 ざい 標準 ひょうじゅん 模型 もけい 裏 うら ,輕 けい 子 こ 可 か 以按照手 てるて 徵 ちょう 性 せい 分 ぶん 為 ため 左 ひだり 手輕 てがる 子 こ 與 あずか 右 みぎ 手輕 てがる 子 こ ;左 ひだり 手輕 てがる 子 こ 的 てき 弱 じゃく 同位 どうい 旋 T為 ため 1 ⁄2 ,左手 ひだりて 帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 與 あずか 左手 ひだりて 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 的 てき 弱 じゃく 同位 どうい 旋投影 とうえい (弱 じゃく 同位 どうい 旋的第 だい 三 さん 分量 ぶんりょう )T3 分別 ふんべつ 為 ため -1 ⁄2 、+1 ⁄2 ,弱 じゃく 相互 そうご 作用 さよう 是 ぜ 由 よし 它們組成 そせい 二 に 重態 じゅうたい (doublet state)(ν にゅー eL , e− L ) 共同 きょうどう 實現 じつげん ;右手 みぎて 帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 的 てき 弱 じゃく 同位 どうい 旋 T為 ため 0,形成 けいせい 單 たん 態 たい ,不 ふ 參與 さんよ 弱 じゃく 相互 そうご 作用 さよう ;右手 みぎて 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 並 なみ 不 ふ 存在 そんざい 。[21] :342-344
希 まれ 格 かく 斯機制 せい 將 はた 弱 じゃく 同位 どうい 旋SU(2) 與 あずか 弱 じゃく 超 ちょう 荷 に U(1) 對稱 たいしょう 的 てき 四 よん 個 こ 規範 きはん 場 じょう ,重 じゅう 新組 しんぐみ 合成 ごうせい 傳 でん 遞弱相對 そうたい 作用 さよう 的 てき 三 さん 個 こ 帶 たい 質量 しつりょう 玻色子 こ ( W+ 、 W− 、 Z0 )與 あずか 傳 つて 遞電磁 でんじ 相對 そうたい 作用 さよう 的 てき 不 ふ 帶 おび 質量 しつりょう 玻色子 こ (光子 こうし )。通過 つうか 蓋 ぶた 爾 なんじ 曼-西島 にししま 方 かた 程 ほど ,可 か 以從弱 じゃく 同位 どうい 旋投影 とうえい T 3 與 あずか 弱 じゃく 超 ちょう 荷 に Y W 計 けい 算出 さんしゅつ 電荷 でんか Q :
Q
=
T
3
+
Y
W
/
2
{\displaystyle Q=T_{3}+Y_{W}/2}
。
為 ため 了 りょう 符合 ふごう 觀 かん 察到的 てき 任 にん 何 なん 粒子 りゅうし 所帶 じょたい 有 ゆう 的 てき 電荷 でんか ,所有 しょゆう 左手 ひだりて 弱 じゃく 同位 どうい 旋二 に 重態 じゅうたい (ν にゅー eL , e− L ) 的 まと 弱 じゃく 超 ちょう 荷 に Y W 必須 ひっす 為 ため -1,而右手 みぎて 弱 じゃく 同位 どうい 旋單態 たい ( e− R ) 的 まと 弱 じゃく 超 ちょう 荷 に Y W 必須 ひっす 為 ため -2。
在 ざい 標準 ひょうじゅん 模型 もけい 裏 うら ,每 まい 一個輕子原本不具有內秉質量;通過 つうか 與 あずか 希 まれ 格 かく 斯場 耦合,帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 獲得 かくとく 有效 ゆうこう 質量 しつりょう ,但 ただし 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 仍舊不 ふ 帶 おび 質量 しつりょう ,這意味 あじ 著 ちょ 不同 ふどう 世代 せだい 的 てき 帶電 たいでん 輕 けい 子 こ 不 ふ 會 かい 相互 そうご 混合 こんごう ,與 あずか 夸克的 てき 物理 ぶつり 行為 こうい 大 だい 不 ふ 相 あい 同 どう 。這結果 けっか 符合 ふごう 當今 とうぎん 實驗 じっけん 數 すう 據 よりどころ 。[22] :27
但 ただし 是 ぜ ,從 したがえ 實驗 じっけん 中 ちゅう 得知 とくち (最 さい 顯著 けんちょ 的 てき 是 ぜ 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 振盪 しんとう 實驗 じっけん ),[23] 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 實際 じっさい 帶 たい 有 ゆう 微小 びしょう 質量 しつりょう ,大約 たいやく 小 しょう 於6981320435297400000♠ 2 eV 。[24] 這意味 あじ 著 ちょ 後 こう 標準 ひょうじゅん 模型 もけい (beyond the Standard Model)的 てき 物理 ぶつり 現象 げんしょう 。當今 とうぎん 最 さい 被 ひ 物理 ぶつり 學者 がくしゃ 青 あお 睞的理論 りろん 延伸 えんしん 是 ぜ 翹翹板 いた 機 き 制 せい ,它可以解釋 かいしゃく 為 ため 甚麼 いんも 左手 ひだりて 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 的 てき 質量 しつりょう 遠輕 えんがる 於對應 おう 的 てき 帶電 たいでん 輕 けい 子 こ ,為 ため 甚麼 いんも 做實驗 じっけん 尚 なお 未 み 能 のう 觀 かん 察到任 にん 何 なん 右手 みぎて 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 。
每 まい 一代輕子的成員組成一個弱同位旋二重態:
(
ν にゅー
e
e
−
)
{\displaystyle {\binom {\nu _{e}}{e^{-}}}}
、
(
ν にゅー
μ みゅー
μ みゅー
−
)
{\displaystyle {\binom {\nu _{\mu }}{\mu ^{-}}}}
、
(
ν にゅー
τ たう
τ たう
−
)
{\displaystyle {\binom {\nu _{\tau }}{\tau ^{-}}}}
。
每 まい 一代弱同位旋二重態的成員都被分派一個輕子數。在 ざい 標準 ひょうじゅん 模型 もけい 裏 うら ,輕 けい 子 こ 數 すう 守恆 もりつね 。[25] :27-49 電子 でんし 與 あずか 電 でん 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 的 てき 電子 でんし 數 すう Le 為 ため 1。緲子與 あずか 緲中微 ほろ 子 こ 的 てき 緲子數 すう Lμ みゅー 為 ため 1。陶 すえ 子 こ 與 あずか 陶 すえ 中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 的 てき 陶 すえ 子 こ 數 すう Lτ たう 為 ため 1。 反 はん 輕 けい 子 こ 的 てき 輕 けい 子 こ 數 すう 為 ため 對應 たいおう 輕 けい 子 こ 的 てき 輕 けい 子 こ 數 すう 乘 じょう 以−1。
輕 けい 子 こ 數 すう 守恆 もりつね 的 てき 意思 いし 就是同類 どうるい 氫子數 すう 的 てき 代數 だいすう 和 わ 保持 ほじ 不變 ふへん ,當 とう 粒子 りゅうし 耦合時 じ ;這意味 あじ 著 ちょ 只 ただ 有 ゆう 同 どう 一代的輕子與反輕子才能成對產生。例 れい 如,以下 いか 過程 かてい 是 ぜ 被 ひ 允許 いんきょ 的 てき :
e−
+ e+
→ γ がんま
+ γ がんま
、
τ たう −
+ τ たう +
→ Z0
+ Z0
。
以下 いか 過程 かてい 是 ぜ 不 ふ 被 ひ 允許 いんきょ 的 てき :
γ がんま
→ e−
+ μ みゅー +
、
W−
→ e−
+ ν にゅー τ たう
、
Z0
→ μ みゅー −
+ τ たう +
。
但 ただし 是 ぜ ,中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 振盪 しんとう 違反 いはん 單獨 たんどく 輕 けい 子 こ 數 すう 守恆 もりつね ,這是後 ご 標準 ひょうじゅん 模型 もけい 物理 ぶつり 的 てき 確 かく 鑿證據 しょうこ 。更 さら 強的 ごうてき 守恆 もりつね 定律 ていりつ 是 ぜ 總 そう 輕 けい 子 こ 數 すう 守恆 もりつね 。中 ちゅう 微 ほろ 子 こ 振盪 しんとう 遵守 じゅんしゅ 總 そう 輕 けい 子 こ 數 すう 守恆 もりつね 。但 ただし 是 ぜ ,手 て 徵 ちょう 反 はん 常 つね 稍 やや 微 ほろ 違反 いはん 了 りょう 這守恆 つね 定律 ていりつ 。
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