Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ЛЕПТО́ННЫЙ ЗАРЯ́Д

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 17. Москва, 2010, стр. 299-300

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: А. А. Комар

ЛЕПТО́ННЫЙ ЗАРЯ́Д (точ­нее, леп­тон­ное чис­ло), ад­ди­тив­ное внутр. кван­то­вое чис­ло, оп­ре­де­ляю­щее пол­ное чис­ло леп­то­нов (лю­бо­го ви­да) в сис­те­ме, точ­нее раз­ни­цу ме­ж­ду чис­лом леп­то­нов и ан­ти­леп­то­нов. Для ка­ж­до­го се­мей­ст­ва (по­ко­ле­ния) леп­то­нов $(e^{-},\upsilon _{e}),\, (\mu^{-}, \upsilon _{\mu}), \, (\tau^{-}, \upsilon_{\tau })$ име­ет­ся свой Л. з.: $L_e, L_μ \;и\; L_τ$. Обыч­но леп­то­нам при­пи­сы­ва­ет­ся Л. з., рав­ный +1, а ан­ти­леп­то­нам – рав­ный –1, т. е. $L_{e}(e^{-},\upsilon _{e})= +1,\, L_{e}(e^{+},\widetilde{\upsilon} _{e})=-1$ и т. д. При этом $L_е, L_μ \;и\; L_τ$ фи­зи­че­ски раз­лич­ны. Для эле­мен­тар­ных час­тиц, не яв­ляю­щих­ся леп­то­на­ми, Л. з. ра­вен ну­лю. Экс­пе­ри­мен­таль­но ус­та­нов­ле­но, что во всех про­цес­сах взаи­мо­дей­ст­вия эле­мен­тар­ных час­тиц с уча­сти­ем леп­то­нов Л. з. дан­но­го се­мей­ст­ва с вы­со­кой сте­пе­нью точ­но­сти со­хра­ня­ет­ся. В со­от­вет­ст­вии с этим эм­пи­рич. за­ко­ном со­хра­не­ния Л. з. реа­ли­зу­ют­ся, напр., про­цес­сы $\upsilon _{\mu}+n\rightarrow \mu^{-}+p,\, \mu^{-}\rightarrow e^{-}+\widetilde{\upsilon} _{e}+\upsilon _{\mu},\, \tau^{-}\rightarrow \mu^{-}+\widetilde{\upsilon}_{\mu}+\upsilon_{\tau}$ и др., но не реа­ли­зу­ют­ся и до сих пор не наблю­да­лись про­цес­сы $\upsilon _{\mu}+p\rightarrow \mu^{+}+n,\, \mu^{-}\rightarrow e^{-}+\gamma,\, \tau^{-}\rightarrow \mu^{-}+\gamma$ и др., в ко­то­рых за­кон со­хра­не­ния Л. з. на­ру­ша­ет­ся. Не най­де­ны так­же сви­де­тель­ст­ва су­ще­ст­во­ва­ния т. н. без­ней­трин­но­го двой­но­го бе­та-рас­па­да ядер, свя­зан­но­го с на­ру­ше­ни­ем со­хра­не­ния леп­тон­но­го за­ря­да.

С тео­ре­тич. точ­ки зре­ния нет спец. ос­но­ва­ний счи­тать за­кон со­хра­не­ния Л. з. аб­со­лют­но стро­гим. В ча­ст­но­сти, от­ли­чие мас­сы разл. ней­три­но от ну­ля ве­дёт к про­цес­су их сме­ши­ва­ния за счёт ко­неч­ных ве­ро­ят­но­стей пе­ре­хо­да од­но­го ти­па ней­три­но в др. ти­пы. Как след­ст­вие, воз­ни­ка­ют ней­трин­ные ос­цил­ля­ции, т. е. пе­рио­дич. из­ме­не­ние ин­тен­сив­но­сти по­то­ка ис­ход­но­го ти­па ней­три­но на пу­ти про­лё­та. В этом слу­чае про­ис­хо­дит сто­про­цент­ное не­со­хра­не­ние Л. з. дан­но­го се­мей­ст­ва, но не Л. з. как фи­зич. ха­рак­те­ри­сти­ки час­ти­цы.

О сте­пе­ни за­пре­та на про­цес­сы рас­пада, на­ла­гае­мо­го за­ко­ном со­хра­не­ния Л. з., мож­но су­дить, напр., по ве­ли­чи­не от­но­сит. ве­ро­ят­но­сти рас­па­да BR (от англ. Branching Ratio) – от­но­ше­ния ве­ро­ят­но­сти рас­па­да час­ти­цы по дан­но­му ка­на­лу к пол­ной ве­ро­ят­но­сти рас­па­да. Для про­цес­сов рас­па­да мюо­на, на­ру­шаю­щих со­хра­не­ние Л. з., ог­ра­ни­че­ния на ве­ли­чи­ну BR по­ка за­мет­но силь­нее, чем для со­от­вет­ст­вую­щих рас­па­дов $τ$ -леп­то­нов:$$BR\left ( \mu ^{-}\rightarrow e^{-} +\gamma \right )< 1,1\cdot 10^{-11},$$$$BR (\mu^{-}\rightarrow e^{-}+e^{+}+e^{-})< 1,0\cdot 10^{-12},$$$$BR (\tau ^{-}\rightarrow e^{-}+\gamma )< 1,1\cdot 10^{-7},$$$$BR (\tau ^{-}\rightarrow \mu^{-}+\gamma )< 6,8\cdot 10^{-8}.$$Свя­за­но ли это с не­дос­та­точ­ной точ­но­стью экс­пе­ри­мен­та для τ-леп­то­на, по­ка не­яс­но. Ряд мо­дель­ных рас­чё­тов, вы­хо­дя­щих за рам­ки стан­дарт­ной мо­де­ли эле­мен­тар­ных час­тиц, ука­зы­ва­ет, что на­ли­чие не­боль­ших масс ней­три­но мо­жет ска­зать­ся на ос­лаб­ле­нии за­пре­та, дик­туе­мо­го за­ко­ном со­хра­не­ния Л. з., напр. для клас­сич. за­пре­щён­но­го рас­па­да $\mu^{-}\rightarrow e^{-}+\gamma$. Су­ще­ст­вую­щее для не­го ог­ра­ни­че­ние $BR< 1,1\cdot 10^{-11}$, рас­чё­ты до­пус­ка­ют на­ли­чие эф­фек­та на уров­не $BR\approx 10^{-14}-10^{-13}$. Экс­пе­ри­мент, ко­то­рый смо­жет дос­тиг­нуть та­ко­го уров­ня точ­но­сти, уже под­го­тов­лен (ме­ж­ду­нар. про­ект MEG, Швей­ца­рия). Срав­не­ние рас­чё­тов с дан­ны­ми экс­пе­ри­мен­та по­зво­лит бо­лее глу­бо­ко по­нять при­ро­ду эм­пи­рич. за­ко­на со­хра­не­ния Л. з. для отд. се­мейств леп­то­нов.

Лит.: Окунь Л. Б. Леп­то­ны и квар­ки. 4-е изд. М., 2008.

Вернуться к началу