レプトンの量子数

質問

こんにちは、

クオークの量子数は、電荷、スピン、ストレンジネス、
バリオン数、チャームの５個ありますが、レプトンの
量子数は、電荷、スピン、レプトン数の３個です。

今後、レプトンの量子数は増える可能性はあるので
しょうか？

回答No.5

ryn · ベストアンサー

> 運動するときその存在が定義されるので、
> 素粒子の固有量子数とはいえないと考えております。
bttf2003 さんと同じ意見です．
便利なのでそういった量を定義するといった感じですね．

いわゆる普通の意味での電子なら
すべての電子において電荷 -e ，レプトン数 +1 なので
　１． スピン　上向き
　２． スピン　下向き
となります．

陽電子も含めて電子と表現しておられるなら
電荷が負（正）ならレプトン数は +1（-1）となっているので
　１． 電荷―　スピン　上向き
　２． 電荷―　スピン　下向き
　３． 電荷＋　スピン　上向き
　４． 電荷＋　スピン　下向き
のようになります．

お礼

お返事ありがとうございます。

やはり、そうですか。もっと多くの種類を期待して
いたのですが、現状は、４種類なのですね。

今後ともよろしくお願いします。

回答No.4

bttf2003

＃３です。「補足」の一部にお答えします。

ヘリシティは、スピンをもつ全ての素粒子が、運動するときその存在が定義されるので、素粒子の固有量子数とはいえないと考えております。

よって、「質問」に対する回答は＃２の回答者さんに、お任せします。

補足

お返事ありがとうございます。

＞よって、「質問」に対する回答は＃２の回答者さんに、＞お任せします。

よろしくお願い致します。質問は、２０個の電子と書き
ましたが、個数は１００個でも１００００個でも構いま
せん。また、電子同士は、衝突したり相互作用しない
ものとします。自由電子の状態（平面波）とします。

回答No.3

bttf2003

現時点では、レプトンには内部構造がないらしいので、レプトンの量子数は電荷、スピン、レプトン数の３つしかなさそうです。
物理学者は、より簡単な理論や構造・特性を好む傾向にあるので、現状では一応満足しているようです。

余談ですが、現在、ニュートリノが質量を持っていることが確実になってきたので、それがどのくらいなのかがレプトンに対する最大の関心事です。（いわゆる、ニュートリノ振動）
しかも、レプトン関して解明しなければならないことも、いっぱいあるようです。

補足

お返事ありがとうございます。

rynさんに、ご教示頂いたのですが、レプトンの
量子数は電荷、スピン、レプトン数の３つ以外に
ヘリシティというものもあるみたいです。

更に質問です。rynさんにも、質問させて頂いて
いるのですが、意味がわかりにくいと思います
ので、再度、質問を書きます。

質問
いま、いろいろな状態の２０個の電子があるとします。
この２０個の電子が、すべて、ある一方向に、一定の
速度で運動している場合、この電子を区別しようとする
と、下記の４種類以外に区別することは可能でしょうか？

１． 電荷―　スピン　上向き
２． 電荷―　スピン　下向き
３． 電荷＋　スピン　上向き
４． 電荷＋　スピン　下向き

回答No.2

ryn

クォークの量子数は５個ではありません．
ボトム数やアイソスピンなどもあります．

また，バリオン，レプトンともヘリシティなどの量子数もあります．
ありますというよりも便利なのでそういった量を定義します．

したがって，今のところトップ数という言葉はあまり聞きませんが，
トップクォークを含む粒子の実験が行われるようになれば
トップ数という量子数も頻繁に聞くことにになるでしょう．

> レプトンの量子数は増える可能性はあるのでしょうか？
レプトンのほうが量子数が少ないのは，今のところ内部構造が見えないからです．
加速器のエネルギーが向上し，もしレプトンにも内部構造があることがわかれば
レプトンの量子数も増えるでしょう．
そうでなくても，便利な指標を思いついた場合には，
（レプトンに限らず）新しい量子数が定義される可能性はあります．

補足

お返事ありがとうございます。

レプトンの量子数につきまして、下記をご教示
願います。

２０個の電子があり、すべて、ある一方向に、
一定の速度で運動している場合、考えられる
違いは、下記の４種類だけでしょうか？

１． 電荷―　スピン　上向き
２． 電荷―　スピン　下向き
３． 電荷＋　スピン　上向き
４． 電荷＋　スピン　下向き

なお、電子レプトン数は、１，２の場合、＋１で、
３，４の場合は、－１ですね。従いまして、

１． 電荷―　スピン　上向き　電子レプトン数　＋１
２． 電荷―　スピン　上向き　電子レプトン数　―１
３． 電荷―　スピン　下向き　電子レプトン数　＋１
４． 電荷―　スピン　下向き　電子レプトン数　―１
５． 電荷＋　スピン　上向き　電子レプトン数　＋１
６． 電荷＋　スピン　上向き　電子レプトン数　―１
７． 電荷＋　スピン　下向き　電子レプトン数　＋１
８． 電荷＋　スピン　下向き　電子レプトン数　―１

というふうには、ならないのでしょうね？

ヘリシティは、よくわからないのですが、やはり２０個

の電子は、４種類のどれかになるのでしょうか？

回答No.1

SteveStrawb

クォークは、
アップ、ダウン、チャーム、ストレンジ、トップ、ボトムです。

レプトンは、
電子、電子ニュートリノ、ミューオン、ミューオンニュートリノ、タウオン、タウオンニュートリノです。

今後・・・それはわかりませんが、現在はこれだけです。たとえば、万が一、タキオンが観測された場合、それがどのような量子になっているのかは想像つきません。