
【化】 lepton number
gently; light; not important
【計】 subnumber
輕子數(Lepton Number)是粒子物理學中描述輕子類粒子守恒性質的核心量子數。根據漢英詞典對照,"輕子數"對應的英文術語為"lepton number",其定義包含以下四層含義:
基本定義與分類
輕子數是表征輕子族粒子(如電子、μ子、τ子及對應中微子)數量的守恒量,每個輕子攜帶+1的輕子數,其反粒子攜帶-1。該概念由粒子物理标準模型提出,用于解釋弱相互作用過程中的守恒規律。
守恒定律的物理意義
在标準模型框架下,總輕子數(電子型、μ子型、τ子型輕子數之和)在絕大多數相互作用中嚴格守恒。例如:
β衰變過程 $n to p + e^- + bar{ u}_e$
總輕子數變化:0(中子)→ 0(質子) + (+1)(電子) + (-1)(反中微子)= 0
實驗驗證與例外情況
中微子振蕩現象的發現(獲2002年諾貝爾物理學獎)證實中微子具有質量,這導緻輕子味數(flavor-specific lepton number)不守恒,但總輕子數仍保持守恒。該現象被大亞灣中微子實驗精确測量。
現代理論延伸
在超對稱理論等擴展模型中,可能存在輕子數破缺過程(如質子衰變),但迄今未獲實驗支持。歐洲核子研究中心(CERN)的LHCb實驗持續監測相關反常現象。
注:本文參考粒子物理學标準教材《The Ideas of Particle Physics》及中國科學院高能物理研究所學術公報。
輕子數是粒子物理學中描述輕子性質的核心量子數,其定義和守恒規律如下:
輕子數(Lepton Number)是用于區分輕子與反輕子的相加性量子數,用符號$L$表示。根據和:
輕子數分為兩類:
輕子數守恒是粒子反應的重要約束條件。例如:
公式表達為: $$ sum L{text{初}} = sum L{text{末}} $$ 每代輕子數滿足: $$ L_e^{text{初}} = L_e^{text{末}}, quad L_μ^{text{初}} = L_μ^{text{末}}, quad L_τ^{text{初}} = L_τ^{text{末}} $$
大統一理論(GUT)預言輕子數可能不守恒,但實驗中尚未觀測到明确證據。當前标準模型仍假定輕子數守恒。
如需進一步了解輕子分類或守恒定律的數學推導,可參考和中的專業術語解析。
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