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レプトン数、バリオン数の保存

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素粒子事典の解説

レプトン数、バリオン数の保存

レプトンには3種類の荷電レプトン(電子,ミュー粒子タウ粒子)とその反粒子,それに対応する3種類の荷電の無いニュートリノ(電子ニュートリノミューニュートリノタウニュートリノ)とその反粒子が存在することが知られている。素粒子反応の前後でレプトンの総数から反レプトンの総数を引いた数は変化しないことが知られている。そこでレプトンには1を,反レプトンには-1を与えることにし,これをレプトン数と称する。すなわち反応の前後でレプトン数の和は保存する。実際にはレプトン数の保存はレプトンの各々の種類(ファミリー)毎に成り立っており,これを破る現象は見つかっていなかったが、最近,ある種類のニュートリノが別の種類ニュートリノに変わるという「ニュートリノ振動」と呼ばれる現象が存在するらしいという実験結果が報告されている。標準模型ではレプトン数の保存は説明できず,この保存則の成り立つメカニズムは未解明のままである。

 バリオン数は、すべてのバリオン(重粒子)が、1づつ持っている。反バリオンは、−1もっている。このバリオン数も、保存している。バリオンは、クォーク3個でできているので、バリオン数の保存は、「クォーク数」(クォークが1、反クォークが −1)の保存と言い換えても良い。クォークの種類(香り、フレーバー)は、弱い相互作用(弱い力)で変化しうるので、個々のフレーバーのクォーク数(ストレンジネスやチャーム量子数)は、必ずしも保存しない。

 もし、ニュートリノがマヨラナ粒子(粒子と反粒子が区別できない粒子)であったならば、レプトン数は保存しない。また、大統一理論が正しいなどの理由で、陽子の崩壊が起こるならば、バリオン数、レプトン数とも保存しないことになる。実験では、いまのところ、そのような証拠は確認されていない。

出典|素粒子事典
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