Определенные «границы»

Каждому лептону соответствует антилептон (античастица). Античастицы имеют ту же массу и спин, что и соответствующие частицы, но их другие характеристики, подобные электрическому заряду, отличаются противоположным знаком. Например, антилептоны, т.е. позитрон, антимюон и антитау-лептон, заряжены положительно, а три антинейтрино электрически нейтральны.

Во взаимодействиях лептонов обнаружены определенные «границы», разделяющие их на три семейства, каждое из которых состоит из заряженного лептона и нейтрино соответствующего вида. Чтобы математически различать эти три семейства, ввели так называемое лептонное число. Так, электрону и электронному нейтрино приписываются электронное число, равное 1, число О и тау-число 0. Антилептонам приписываются лептонные числа, противоположные по знаку. Несмотря на то что некоторые лептоны распадаются на другие лептоны, полное лептонное число всех продуктов распада равно лептонному числу исходной частицы. Соответственно не нарушаются границы между различными семействами.

Например, мюон нестабилен. В среднем за 2,2 мке он распадается на электрон, электронное антинейтрино и мюонное нейтрино. Распад обусловлен слабым взаимодействием; при этом полное лептонное число не изменяется. Мюонное нейтрино обладает мюонным числом 1, электронные числа соответственно равны 1 для электрона и – 1 для электронного антинейтрино. Таким образом, электронные числа компенсируются, так что первоначальное значение (1) мюонного числа остается неизменным. Лептонное число сохраняется также и при распаде тау-лептона, который происходит в среднем за время 3 • 10“ |3с.

Что касается электрона, то он абсолютно стабилен. Во всех взаимодействиях должен сохраняться его электрический заряд, а более легкой заряженной частицы, на которую

электрон мог бы распасться, не существует. Распад нейтрино экспериментально не наблюдался. Поскольку нейтрино — самые легкие члены в своем семействе, их распад неизбежно привел бы к нарушению границ между семействами.

Где наблюдаются лептоны? Электрон, как известно, служит носителем тока в металлах и полупроводниках. Электронные антинейтрино испускаются при бета-распаде нейтронов. Ядерные реакторы, в которых производится большое число нестабильных свободных нейтронов, являются обильным источником антинейтрино. Все прочие виды лептонов рождаются в основном при столкновениях субатомных частиц высоких энергий. Такие процессы происходят либо в естественных условиях — при взаимодействии космических лучей с атмосферой, либо осуществляются на ускорителях элементарных частиц. Из всех лептонов только тау-нейтри- но не наблюдалось непосредственно в экспериментах, но косвенные свидетельства его существования вполне убедительны.

 

 

0 Коментариев

Вы можете быть первым =)

Оставить коментарий