렙톤수

입자 물리학에서, 렙톤 수(역사적으로 렙톤 ^[1]전하라고도 함)는 소립자 반응에서 ^[2]렙톤 수와 항립톤 수 사이의 차이를 나타내는 보존된 양자수입니다.렙톤 수는 가법 양자수이므로, 그 합계는 상호작용으로 보존된다(패리티와 같은 곱셈 양자수와 달리, 대신 곱이 보존된다).수학적으로 렙톤 번호 $L$ (\ $displaystyle ~L~)$ 은 $~L~$ 다음과 같이 정의됩니다.

~L=n_{\ell}-n_{\overline {\ell}}~,

어디에

$displaystyle ~n_{\ell$ }\ $display }$ 는 $~n_{\ell }\quad$ 렙톤 수이고,
$~n_{\overline {\ell }}\quad$ ({ $displaystyle ~n_{\overline$ {\ $ell }}}\display$ 은 $~n_{\overline {\ell }}\quad$ 항우울제의 수입니다.

렙톤 번호는 1953년에 다음과 같은 반응의 부재를 설명하기 위해 도입되었습니다.

θ + n \to p + e -

코완-라인 중성미자 실험에서 대신 관찰한

θ + p \to n + e +

^[3]

이 과정인 역 베타 붕괴는 들어오는 반뉴트리노는 렙톤 번호 -1을 가지며 나가는 양전자(반전자)도 렙톤 번호 -1을 가지므로 렙톤 수를 보존합니다.

렙톤 풍미 보존

렙톤 번호 외에 렙톤 패밀리 번호는 다음과 같이 정의된다^[4].

displaystyle ~L_{\mathrm {e}~~}

전자

~L_{\mathrm {e} }~~

및 전자 중성미자에 대한 전자 번호;

~L_{\mathrm {\mu } }~~

L

~L_{\mathrm {\mu } }~~

μ {\

displaystyle ~L_{\mathrm

{\

mu }~~}

뮤온

~L_{\mathrm {\mu } }~~

및 뮤온 중성미자에 대한 뮤온 번호

~L_{\mathrm {\tau } }~~

L

~L_{\mathrm {\tau } }~~

{

displaystyle ~L_{\mathrm {tau }~~}

타우온

~L_{\mathrm {\tau } }~~

및 타우 중성미자에 대한 타우 번호.

렙톤 맛 보존의 두드러진 예는 뮤온 부패이다.

μ - \to e - + µ e + µ μ

그리고.

μ + \to e + + µ e + µ μ

이러한 붕괴 반응에서 전자의 생성은 전자 반중성미자의 생성과 함께 이루어지며, 양전자의 생성은 전자 중성미자의 생성과 함께 이루어진다.마찬가지로 음의 뮤온이 붕괴하면 뮤온 중성미자가 생성되고, 음의 뮤온이 붕괴하면 뮤온 반중성미자가 ^[5]생성됩니다.

마지막으로 렙톤이 더 낮은 질량의 렙톤으로 약하게 붕괴되면 항상 중성미자-안티뉴트리노 쌍이 생성됩니다.

μ - - \to μ + μ μ μ τ + δ

하나의 중성미자는 부패하는 무거운 렙톤의 렙톤 번호(이 예에서는 희미한 잔류물이 타우 중성미자)와 원래의 렙톤을 대체한 새로 생성된 가벼운 렙톤의 렙톤 번호를 상쇄하는 항중성미자를 통과합니다.( $~L_{\mathrm {\mu } }=-1~$ 예에서는 뮤온의 $~L_{\mathrm {\mu } }=+1~$ μ $=$ - $~L_{\mathrm {\mu } }=-1~$ { $displaystyle$ ~ L _ { \ mathrm { mu } =- $1~}$ $~L_{\mathrm {\mu } }=+1~$ ^[a] 의 $~L_{\mathrm {\mu } }=-1~$ 뮤온 안티뉴트리노로 $~L_{\mathrm {\mu } }=+1~$ 의 L $~L_{\mathrm {\mu } }=+1~$ + $~L_{\mathrm {\mu } }=+1~$ { $displaystyle$ ~ $L_{$ \ $mathrm$ { $mu$ } $=$ + $1$ ~ ) ) )

렙톤 번호 보존법 위반

렙톤 맛은 대략적으로만 보존되며 중성미자 ^[6]진동에서는 보존되지 않습니다.그러나 총 렙톤 수는 여전히 표준 모델에서 보존됩니다.

표준 모델을 넘어서는 수많은 물리학 검색에는 렙톤 수 또는 렙톤 맛 위반에 대한 검색이 포함됩니다(예: 가상 붕괴^[7]).

μ \to e - + δ -

MEGA와 SINDRUM과 같은 실험에서는 뮤온 붕괴에서 전자에 대한 렙톤 수 위반이 관찰되었습니다. MEG는 현재 분기 한계를 10으로⁻¹³ 설정했으며 2016년 ^[8]이후에는 10으로 낮출⁻¹⁴ 계획입니다.초대칭과 같이 표준 모형을 벗어난 일부 이론은 10에서⁻¹² ^[7]10까지의⁻¹⁴ 분기 비율을 예측합니다.2017년 현재 시공 중인 Mu2e 실험은 계획된 ^[9]감도⁻¹⁷ 10입니다.

사실 키랄 이상에 의해 렙톤수 보존 법칙이 위반되기 때문에, 이 대칭을 모든 에너지 척도에 보편적으로 적용하는 데 문제가 있습니다.그러나 대통합이론 모형에서는 일반적으로 양자수B - $L$ 이 보존된다.

중성미자가 마요라나 페르미온으로 판명되면 개별 렙톤 수치나 총 렙톤 수 모두

~L\equiv L_{\mathrm {e} + L_{\mathrm {mu}} + L_{\mathrm {tau}}~,

도 아니다

B - L

예를 들어 중성미자와 반중성미자의 충돌과 유사하게 정면 충돌하는 두 개의 중성미자가 실제로 전멸할 수 있는 중성미자 이중 베타 붕괴에서 보존된다.

역부호 규칙

일부 저자는 약한 아이소스핀의 부호와 이상한 양자수(쿼크의 경우)의 부호에 사용되는 관례에 따라 관련된 렙톤 전하의 부호와 일치하는 렙톤 수를 사용하는 것을 선호하며, 두 수 모두 전통적으로 입자의 전기 ch의 부호와 일치하는 양자 수의 부호를 가지고 있다.아아주

전하 부호 규약에 따라 전자, 뮤온, 타우온 및 중성미자의 렙톤 수(혼란을 줄이기 위해 여기에 오버바를 붙임)는 L $~{\bar {L}}=-1~;$ - $=$ $~{\bar {L}}=+1~.$ 로 $계산되며$ 양전자, 안티몬, $안티몬$ , 안티온, 안티론, 안티론, 안티론, 안티론, 안티노 렙톤 수는 L - $=$ - $1$ 로 계산된다. $.$ $~{\bar {L}}=+1~.$ 이 역부호 표기법이 확인되면 바리온 번호는 변경되지 않은 상태로 유지되지만 B - $L$ 의 차이는 합계: $B$ + L로 대체되며, 이 값의 값은 변경되지 않습니다.

L

= -L,

그리고.

B

+

L

= B

-

L

。

「」를 참조해 주세요.

바리온수

각주

^ 아이러니하게도, 모든 약한 상호작용에서 렙톤 수치를 꼼꼼히 기록한 후, 관련된 중성미자는 이벤트를 떠날 때 즉시 맛에서 진동하기 시작합니다.그것만으로도 원래의 렙톤 수치가 뒤섞인다: 사실상, 중성미자가 생성 장소에서 멀어지자마자 약한 상호작용 그 자체에서 유지되는 모든 균형은 깨지고 중성미자는 뚜렷한 질량을 가지고 있기 때문에 그들은 어떤 속도도 가질 수 없다.질량이 0이 아닌 중성미자를 갖는다는 것은 중성미자가 개별 속도를 갖는다는 것을 의미하며, 따라서 이들의 진동 속도도 다를 것이며, 상대론적 속도에서 중성미자는 각각 독자적인 개별 상대론적 "클럭"을 가지고 있으며, 따라서 진동이 주로 이동 거리에 의해 결정되는지 여부(전파 등) 또는 대부분의 경우이다.각 중성미자의 개별 시계에서 측정된 시간에 의해 결정되거나, 또는 그 사이의 어떤 방식으로든 중성미자 향미 진동은 적어도 다소 불규칙해야 한다.
중성미자 진동 이상의 모욕과 함께 손상을 악화시키면 중성미자와 힉스장의 직접적 또는 간접적 상호작용이 중성미자의 키라리티를 변화시켜 중성미자의 원래 맛이나 미래의 맛에 기초한 정체성을 나타내는 작은 증거를 더 이상 지웁니다.

레퍼런스

^ Gribov, V.; Pontecorvo, B. (1969-01-20). "Neutrino astronomy and lepton charge". Physics Letters B. 28 (7): 493–496. Bibcode:1969PhLB...28..493G. doi:10.1016/0370-2693(69)90525-5. ISSN 0370-2693.
^ Griffiths, David J. (1987). Introduction to Elementary Particles. Wiley, John & Sons, Inc. ISBN 978-0-471-60386-3; Tipler, Paul; Llewellyn, Ralph (2002). Modern Physics (4th ed.). W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-4345-3.
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^ ^a ^b Adam, J.; Bai, X.; Baldini, A.M.; Baracchini, E.; Bemporad, C.; Boca, G.; et al. (MEG Collaboration) (21 Oct 2011). "New limit on the lepton-flavor-violating decay mu+ to e+ gamma". Physical Review Letters. 107 (17): 171801. arXiv:1107.5547. Bibcode:2011PhRvL.107q1801A. doi:10.1103/PhysRevLett.107.171801. PMID 22107507. S2CID 119278774.
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^ Kwon, Diana (2015-04-21). "Mu2e breaks ground on experiment seeking new physics" (Press release). Fermi National Accelerator Laboratory. Retrieved 2017-12-08.

[6] 아이러니하게도, 모든 약한 상호작용에서 렙톤 수치를 꼼꼼히 기록한 후, 관련된 중성미자는 이벤트를 떠날 때 즉시 맛에서 진동하기 시작합니다.그것만으로도 원래의 렙톤 수치가 뒤섞인다: 사실상, 중성미자가 생성 장소에서 멀어지자마자 약한 상호작용 그 자체에서 유지되는 모든 균형은 깨지고 중성미자는 뚜렷한 질량을 가지고 있기 때문에 그들은 어떤 속도도 가질 수 없다.질량이 0이 아닌 중성미자를 갖는다는 것은 중성미자가 개별 속도를 갖는다는 것을 의미하며, 따라서 이들의 진동 속도도 다를 것이며, 상대론적 속도에서 중성미자는 각각 독자적인 개별 상대론적 "클럭"을 가지고 있으며, 따라서 진동이 주로 이동 거리에 의해 결정되는지 여부(전파 등) 또는 대부분의 경우이다.각 중성미자의 개별 시계에서 측정된 시간에 의해 결정되거나, 또는 그 사이의 어떤 방식으로든 중성미자 향미 진동은 적어도 다소 불규칙해야 한다.
중성미자 진동 이상의 모욕과 함께 손상을 악화시키면 중성미자와 힉스장의 직접적 또는 간접적 상호작용이 중성미자의 키라리티를 변화시켜 중성미자의 원래 맛이나 미래의 맛에 기초한 정체성을 나타내는 작은 증거를 더 이상 지웁니다.

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렙톤 풍미 보존

렙톤 번호 보존법 위반

역부호 규칙

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맛 입자 물리학
플레이버 양자수
Isospin:나₃ 또는 나 매력 : C 이상함:S. 톱니스:T. 바닥면:B★
관련 양자수
바리온 번호:B. 렙톤 번호:L 약한 아이소스핀:T 또는₃ T 충전:질문 X-충전: X
조합
하이퍼차지:Y. Y = (B + S + C + B + + T) Y = 2 (Q - I₃) 약한 하이퍼차지:Y_W. Y_W = 2 (Q - T₃) X + 2Y_W = 5 (B - L)
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