flavor概念的形成是有特殊歷史背景的。它是同位旋與代的奇妙結合,本身不是任何相互作用的荷,不要太較真。當初之所以提flavor,是因為s夸克較早為人類所知,以至於相當一段時間內人們認為夸克的內空間是SU(3)而非SU(2)的,蓋爾曼的夸克模型就是基於這個假想對稱性。因為SU(3)與SO(3)的局域群結構不一致,所以叫「isospin」顯然不再合適,於是就叫「flavor」了。但後來c、b、t夸克被相繼發現,人們才了解到flavor空間的SU(3)對稱只是一個近似結果,本源上還是SU(2)的isospin空間與代的直積。至於輕子,我甚少聽到有flavor這個說法,一般還是直接分isospin與代。無論是輕子也好夸克也好,被弱相互作用關聯的永遠是同一代里的那一對,比如電子-電子中微子,u-d,c-s等等。不同的是帶相同同位旋的夸克存在代際震蕩,即 b-&>s-&>d,t-&>c-&>u的轉變,而上同位旋的輕子,即電子、μ、τ,間至今沒有觀察到代際震蕩現象。

PS:你題目說明看不太懂,以及樓上那個黑祭祀的答案在我的認知範圍內是在瞎說。


賈璁琝說得很好,這裡做一些補充。味主要是用來區分同一類型的基本粒子(特別地,費米子)的不同種類,在這個意義上夸克味與輕子味是一樣的,根據對稱性甚至可以將輕子與夸克三代(family)合併寫成{ [公式] },{ [公式] },{ [公式] } (參考徐一鴻的羣論)。味也與代(一代,二代,三代)和某些量子數相關聯,比如輕子數 [公式] ,重子數B=1/3,奇異數 [公式] ,粲數 [公式] 等等。目前在研究中,對於輕子 [公式] 很少強調它們的味,一般說味主要是對夸克和中微子 [公式] 來說。夸克的味歷史的來源是海森堡用來描述n和p的同位旋雙重態,後來推廣到SU(2)同位旋味雙重態q=(u d),之後蓋尓曼考慮奇異數s,再推廣到SU(3)味三重態q=(u d s)、乃至八重道等等。

在標準模型裏,不同味之間的夸克質量不同,根源是希格斯場的湯川作用 [公式] 。夸克味的變化主要弱相互作用裏通過交換 [公式] ,它們的混合概率由CKM矩陣描述。從矩陣裏可以看出,同代轉化概率較高,比如u和d的轉化概率爲0.97,c和s爲0.997,而隔代較低,比如u和s爲0.23,可見於K粒子衰變爲π的過程;隔兩代更低,比如u和b的概率爲0.001的量級。據本人所知,這些概率的數值目前還是依賴於測量,是標準「模型」的輸入量,背後的第一性原理需要挖掘。

除了衰變外,還有振盪過程也可使夸克的味發生轉化,比如常見的K振盪和B振盪,費米圖爲「盒子」。由於有W粒子參與,當然也可以看成是弱相互作用。

另一方面,人們始終沒有發現e,mu,tau之間的轉化,這也是有意思的點之一。而對中微子的情況,比較特殊的是,中微子的味本佂態和質量本佂態不重合,味本佂態可以表達爲質量本佂態的線性疊加。在這種情況下,中微子在飛行時動量發生變化(或「色散」),在探測器裏可以見到中微子味的振盪。人們在一開始研究的時候將其與夸克味混合進行類比,模仿CKM矩陣,得到了相似的PMNS矩陣,這是描述輕子區域的味混合。

2.前面已經提到,標準模型裏的湯川作用量和希格斯場耦合,可以描述夸克的質量和混合,具體關於u,d夸克的情況表示爲

這裡的 [公式] 即希格斯場。此式較爲複雜,這裡很難講清楚,需要花很大的篇幅。答主水平有限,無法在此簡單說明。

3.同上,實際情況要複雜得多,這些問題描述有些在標準模型裡面,有些涉及到大統一GUT及SO(10)羣、X,Y粒子等等,題主可以自行學習。

徐一鴻在羣論書的最後提及,費米子的代問題是一個重要的謎題,可能與GUT有關,可以引入一個「代」(或family)對稱性 [公式] ,使得 [公式]

最後,值得提一下一個不同味的中微子與夸克在質量上的聯繫:

利用中微子質量的蹺蹺板機制,不同GUT理論下中微子質量和夸克質量存在以下聯繫:

SUSY-GUT 模型下,

[公式]

SO(10)-GUT模型下,

[公式]


夸克味與帶電輕子的味是同一種東西,都是質量本徵態,而中性輕子即中微子的味與它們不同,是與某個特定味道的帶電輕子(通過輻射一個W玻色子)發生弱相互作用的本徵態,比如電子中微子、謬子中微子等。標準模型中強相互作用與電磁相互作用都不會改變味道,所以無論夸克還是輕子不同味之間的轉化只能通過弱相互作用來實現。

2和3沒太看懂,相互作用的形式都與粒子自旋相關,也與粒子動量相關。


不是的。參見標準模型

不過夸克代和輕子代是一回事兒


可悲!此今還有不少人陷入夸克的味道中出不來;告訴你們:你們現在站在阱里,出來吧!夸克根本就不存在!


1、輕子的味與重子有深刻的對應關係,甚至可以說它們有相同的源頭。但是就別妄想用夸克模型這個破玩意硬套了。

2、介子應歸為類輕子。劃為強子只是在弱相互作用、強相互作用之間徒增壁壘,為兩種力納入一致的框架錯誤的設置了一個無法逾越的人為障礙。

3、湯川勢應是核內熱力學表徵,並非究竟。幾種力的差異應是耦合面的差異。


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