Können Myonen in Quarks zerfallen?

Nein, Myonen können nicht in Quarks zerfallen, weil Quarks eingeschlossen sind; das Endprodukt können keine Quarks sein, sondern zusammengesetzte Teilchen aus Quarks wie Mesonen und Baryonen. Die leichtesten Mesonen sind die Pionen, die bereits schwerer als das Myon sind, sodass ein solcher Zerfall aufgrund der Energieerhaltung verboten ist.

Andererseits kann das extrem schwere Tau ziemlich oft zu leichten Mesonen zerfallen, wie Sie im PDG-Eintrag sehen können .

Vielleicht ist meine Antwort Nicht-Mainstream-Physik (obwohl ich sicher bin, dass es eines Tages Mainstream sein wird), und ich gebe die Antwort trotzdem. Es kann aufschlussreich sein, wer weiß?

Bekanntlich bin ich ein großer Fan des Rishon-Modells , das der israelische Physiker Haïm Harari erfunden hat .

Er sieht Quarks und Leptonen als zusammengesetzte Teilchen aus nur zwei (!) echten Elementarteilchen, dem T-Rishon und dem V-Rishon.

Das Myon ist aus drei Anti-T-Rishons aufgebaut (die jeweils eine elektrische Ladung haben$-\frac 1 3$):$\bar T \bar T \bar T$.

Wenn nun a$VVV$, ein Neutrino, in diesem Fall ein Myon-Neutrino$\nu_{\mu^-}$(Jeder V-Rischon trägt eine elektrische Ladung$0$) und ein$\bar V \bar V \bar V$als virtuelles Teilchenpaar erscheinen, können sich die Rishons neu anordnen (a$\bar T$und ein$\bar V$Austausch) in ein Anti-Up-Quark,$\bar u$($\bar T \bar T \bar V$), ein Down-Quark,$d$($\bar T \bar V \bar V$) und ein Myonneutrino ($VVV$). Die beiden Quarks bilden ein Meson, also bleibt ein Meson ($\pi^{-}$) und ein Myon-Neutrino. Überprüfen Sie, ob die Anzahl der${\bar T}$'S,$V$'s, und${\bar V}$sind auf beiden Seiten gleich:

was in der Standardformulierung lautet:

Wie knzhou schrieb, ist die Energie eines Myons jedoch zu klein, um ein Pion und ein Myon-Neutrino zu erzeugen.

Aber nehmen wir das Tau-Teilchen der dritten Generation (das laut Modell ebenfalls aus drei Anti-T-Rishonen aufgebaut ist,$\bar T \bar T \bar T$) wird dieses Tau schwer genug sein, um durch den oben beschriebenen Mechanismus ein Pion und ein Anti-Tau-Neutrino zu erzeugen.

Schauen Sie sich dieses Bild an, das Standard-Feynman-Diagramm des Tau-Zerfalls:

Wie man sieht, wird der Zerfall durch die schwache Wechselwirkung induziert, die im Rishon-Modell als Restkraft betrachtet wird, ebenso wie die "alte" starke Kraft (übermittelt durch massive Pionen, ebenso wie die$W^{+/-}$Und$Z^0$sind massiv) wird nun als Restkraft der Farbkraft betrachtet (die Kraft, von der die schwache Wechselwirkung ein Rest ist, wird als Hyperfarbkraft bezeichnet). Der$W^-$ist im Rishon-Modell aus drei Anti-T-Rishons und drei Anti-V-Rishons aufgebaut:$\bar T \bar T\bar T \bar V \bar V \bar V$($Z^0$ist aus drei aufgebaut$V$'s und drei$\bar V$'S:$\bar V \bar V \bar V VVV$wo ich darauf verwies). Man kann also genauso gut sagen, dass das Tau ($\bar T \bar T \bar T$) wird Teil einer virtuellen$Z^0$($\bar V \bar V \bar V VVV$), wonach die gezeigten ausgehenden Partikel erzeugt werden können.