弱アイソスピンと弱超電荷
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/18 09:45 UTC 版)
「弱い相互作用」の記事における「弱アイソスピンと弱超電荷」の解説
詳細は「弱アイソスピン」を参照 標準模型における左巻きフェルミ粒子第1世代第2世代第3世代フェルミ粒子記号弱アイソスピンフェルミ粒子記号弱アイソスピンフェルミ粒子記号弱アイソスピン電子ニュートリノ ν e {\displaystyle \nu _{e}\,} + 1 2 {\displaystyle +{\tfrac {1}{2}}\,} ミューニュートリノ ν μ {\displaystyle \nu _{\mu }\,} + 1 2 {\displaystyle +{\tfrac {1}{2}}\,} タウニュートリノ ν τ {\displaystyle \nu _{\tau }\,} + 1 2 {\displaystyle +{\tfrac {1}{2}}\,} 電子 e − {\displaystyle e^{-}\,} − 1 2 {\displaystyle -{\tfrac {1}{2}}\,} ミュー粒子 μ − {\displaystyle \mu ^{-}\,} − 1 2 {\displaystyle -{\tfrac {1}{2}}\,} タウ粒子 τ − {\displaystyle \tau ^{-}\,} − 1 2 {\displaystyle -{\tfrac {1}{2}}\,} アップクォーク u {\displaystyle u\,} + 1 2 {\displaystyle +{\tfrac {1}{2}}\,} チャームクォーク c {\displaystyle c\,} + 1 2 {\displaystyle +{\tfrac {1}{2}}\,} トップクォーク t {\displaystyle t\,} + 1 2 {\displaystyle +{\tfrac {1}{2}}\,} ダウンクォーク d {\displaystyle d\,} − 1 2 {\displaystyle -{\tfrac {1}{2}}\,} ストレンジクォーク s {\displaystyle s\,} − 1 2 {\displaystyle -{\tfrac {1}{2}}\,} ボトムクォーク b {\displaystyle b\,} − 1 2 {\displaystyle -{\tfrac {1}{2}}\,} 上記の左巻きの粒子は全て、等しく反対の弱アイソスピンを持つ対応する右巻きの反粒子を持つ。 全ての右巻き粒子と左巻き反粒子には0の弱アイソスピンがある。 全ての粒子は弱アイソスピン（記号T3）と呼ばれる特性を持つ。これは量子数として働き、弱い相互作用における粒子の振る舞いを決定する。弱アイソスピンは弱い相互作用において、電磁気における電荷、強い相互作用における色荷と同じ役割を果たす。全ての左巻きのフェルミ粒子は+ 1⁄2もしくは− 1⁄2の値の弱アイソスピンを持つ。例えば、アップクォークは+ 1⁄2、ダウンクォークは− 1⁄2である。クォークは弱い相互作用により同じT3のクォークに崩壊することはない。T3が+ 1⁄2のクォークはT3が− 1⁄2のクォークにのみ崩壊し、逆もまた然りである。 あらゆる相互作用において弱アイソスピンが保存される：相互作用に入る粒子の弱アイソスピン数の合計は、この相互作用から出る粒子の弱アイソスピン数の合計に等しくなる。例えば、弱アイソスピンが+1の（左巻き）π+は通常、νμ(+ 1⁄2)とμ+（右巻き反粒子、+ 1⁄2）に崩壊する。 電弱理論の発展に続き、別の特性である弱超電荷が発展した。これは粒子の電荷と弱アイソスピンに依存し、以下の式 Y W = 2 ( Q − T 3 ) {\displaystyle \qquad Y_{\text{W}}=2(Q-T_{3})} により定義される。ここでYWは与えられたタイプの粒子の弱超電荷、Qはその電荷（基本電荷単位）、T3は弱アイソスピンである。弱アイソスピンが0の粒子もあるが、全てのスピン1⁄2粒子は0でない弱超電荷を持つ。弱超電荷は、電弱ゲージ群のU(1)部分を生成する。
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