粒子的稳定性由什么决定?
的有关信息介绍如下:粒子能衰变要满足两个条件,一是允许其他粒子和它相互作用,作为它衰变的末态粒子;二是它质量足够大,至少在质心系中它的质量要大于末态所有粒子的质量之和。
质子稳定是因为它是最轻的重子,而重子数守恒限制重子的衰变末态必须有重子,因此质子无法衰变到比它更重的重子,所以质子很稳定。自由中子不稳定是因为它是第二轻的重子,可以衰变到最轻的质子。同理,第一代轻子稳定是因为①轻子数守恒②第一代最轻,没法衰变到其他轻子。
由相互作用决定
基本粒子的质量的实部是Higgs粒子给的,质量的虚部(对应于寿命)是弱相互作用的中间玻色子(W,Z)给的,但是W和Z的四分之一(Nambu-Goldstone mode)也是Higgs粒子给的,这些占据了Higgs粒子本身的四分之三(SU2有三个分量),所以粒子的所有复数质量都是从Higgs那里辗转腾挪过来的,因此总的趋势是质量越大的寿命就越短,不过具体到每个粒子,还要看它和几个周边粒子的质量差。此外还有一些情况跟强相互作用有关的,强相互作用有点反直觉,能量越高反而越自由也越稳定,但是被关在强子里面,会自发组织成一些复合物,这部分在低能区的表现就比较复杂了,也没有太好的理论
粒子的稳定性由什么決定?筆者认为粒子的稳定性由粒子的內部结构決定,例如电子內部结构是由3个d夸克粒子组合成的,但电子含有的3个d夸克全都是由帶有负1/3e电荷组成的,依据同性相斥,异性相吸原理,电子应该会由于同性相斥而瓦解了,为何电子却能很稳定地存在呢?这是由于电子內部有2个d夸克的自旋方向相反,互相抵消为0,成为一个稳定的库珀对,使第3个d夸奇可围绕这个引力中心稳定地做旋转运动,故电子就可含有一个负电荷e,自旋为1/2的稳定粒子。而质子是由2个u夸克和一个d夸克组成的,可由其中2个u夸克的自旋方向相反,互相抵消为自旋为0,做为一个稳定的库珀对,第3个d夸克可抵消2个u夸克的正电荷为2x2/3e中的一个1/3e正电荷,使质子的电荷成为一个正电荷e,自旋为1/2,再由一个电子围绕以质子这个引力中心做旋转运动,则可形成一个稳定的最小原子为氢原子。