基本介紹
- 中文名：粒子衰變
- 外文名：粒子衰變
- 套用學科：原子核物理
- 其他領域：量子力學
- 相關概念：費米子 玻色子
簡介,粒子壽命列表,生還機率,衰變率,四維動量,
簡介
粒子衰變是一基本粒子變成其他基本粒子的自發過程。在這個過程中，一基本粒子變成質量更輕的另一種基本粒子，及一中間粒子，例如μ子衰變中的W玻色子。這中間粒子隨即變成其他粒子。如果生成的粒子不穩定，那么衰變過程還會繼續。粒子衰變這種過程，與放射性衰變不一樣，後者為一不穩定的原子核，變成一更小的原子核，當中還伴隨著粒子或射線的發射。
粒子壽命列表
所有數值均來自粒子數據小組：
種類 | 名稱 | 符號 | 能量 (MeV) | 平均壽命 |
輕子 | 電子 / 正電子 | e-/e+ | 0.511 | 年 |
μ子 / 反μ子 | μ-/μ+ | 105.6 | 秒 | |
τ子 / 反τ子 | τ-/τ+ | 1777 | 秒 | |
介子 | 中性π介子 | π0 | 135 | 秒 |
帶電π介子 | π+/π- | 139.6 | 秒 | |
重子 | 質子 / 反質子 | Ρ-/Ρ+ | 938.2 | > 1029年 |
中子 / 反中子 | n/ǹ | 939.6 | 885.7 秒 | |
玻色子 | W玻色子 | W+/W- | 804,000 | 10 − 25 秒 |
W玻色子 | Z0 | 91000 | 10 − 25 秒 |
生還機率
把一個粒子的平均壽命標記為τ，這樣粒子在時間t後仍生還（即未衰變）的機率為P(t) = e-λtγ
其中為該粒子的洛倫茲因子。
衰變率
設一粒子質量為M，則衰變率可用下面的通用公式表示其中n為原衰變所生成的粒子數，m為連線始態與終態的不變矩陣上的元，dФn為相位空間的元，即為粒子i的四維動量。
四維動量
在狹義相對論中，四維動量是將古典三維動量推廣到四維空間。 動量是三維向量； 類似地，四維動量是時空中的四向量。 具有相對論能量E和三空間動量p =（px，py，pz）=γmv的粒子的逆向四維動量，其中v是粒子的三空間速度，γ是洛倫茲因子。
mv是粒子的平均非相對動量，m是其餘質量。四維動量在相對論計算中是有用的，因為它是洛倫茲矢量。 這意味著很容易跟蹤在洛倫茲變換下如何變換。
