輕子

輕子

輕子(lepton)是指不參與強相互作用自旋ћ/2 的費米子。輕子包括電子μ子、τ粒子和與之相應的中微子(νe、νμ和ντ以及它們的反粒子)。電子e、μ和τ粒子的質量分別為0.51兆電子伏、105.66兆電子伏和1,776.99兆電子伏,它們都帶有一個單位的負電荷。它們的反粒子e、μ和τ帶有一個單位的正電荷。中微子及其反粒子不帶電,是中性粒子,近年來實驗結果表明中微子具有非零的質量。

  • 中文名稱
    輕子
  • 外文名稱
    lepton
  • 意思
    不參與強相互作用的費米子
  • 拼音
    qingzi

正文

三代輕子的來源及其內部結構圖三代輕子的來源及其內部結構圖

不參與強相互作用的自旋為1/2的費密子。輕子包括電子μ子、τ粒子、與之相應的中微子(ⅤeⅤ和Ⅴ以及它們的反粒子)。目前實驗還未發現Ⅴ和它的反粒子。電子、μ子和 τ粒子(又稱重輕子)的質量分別為0.51MeV、105.66MeV和1 784MeV,它們都帶有一個單位負電荷,它們的反粒子帶有一個單位正電荷;中微子可能是以光速運動的零質量粒子,它們以及反粒子不帶電,是中性粒子

在輕子參與的所有弱相互作用電磁相互作用過程中,發現存在一個守恆的量子數,稱為輕子數。所有正粒子的輕子數為+1,反粒子的輕子數為-1。對所有的反應過程,輕子數的代數和在反應前後不變。與電荷守恆不同,電荷守恆與電磁相互作用相聯系,而輕子數守恆沒有已知的相互作用為根據,隻是實驗上發現它總是守恆。

三代輕子圖三代輕子圖

1962年實驗上發現存在兩種中微子Ⅴe和Ⅴ,它們分別與電子和μ子相聯系,因此輕子數守恆又分解為電子數(e和Ⅴe粒子數減去e和Ⅴe粒子數)和μ子數(μ和Ⅴ粒子數減去μ和 Ⅴ粒子數)分別守恆。1975年發現了τ粒子,但還未發現相應的第三種中微子,會不會有第三種τ輕子數守恆尚待證實。除τ粒子外,前二類輕子(e、Ⅴeμ、Ⅴ)的性質已有較充分的研究,它們的性質非常類似,僅質量有很大差別,解釋這個現象是粒子物理學理論中的一個尚待解決的重要課題。

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