粒子崩壊

粒子崩壊 (りゅうしほうかい、) は、一つの素粒子が他の素粒子に変換する である。この過程の間、素粒子はより質量の小さい粒子とにおけるWボソンのようなへ変化する。次に、媒介粒子は他の粒子へと変換する。もし生成された粒子が安定でないなら、その崩壊過程は継続する。
粒子崩壊はハドロンの崩壊も言及するが、この用語は典型的には放射性崩壊を記述するのに用いられない。その二つは概念的には似ているが。放射性崩壊では、不安定原子核が粒子または放射線を放出することでより軽い原子核へと変換する。
この記事では、自然単位系、formula_1を用いる。
粒子の生存期間と寿命の確率.
粒子崩壊はであり、それゆえ粒子が崩壊前に生存する時間"t"は時定数が粒子の速度に依存する指数分布によって与えられる：
素粒子の寿命の表.
全てのデータはParticle Data Groupによる。
崩壊率.
粒子の寿命は崩壊率のformula_5逆数で与えられる。これは単位時間あたりに粒子が崩壊する確率である。質量 "M" および四元運動量 "P" の粒子について、微分崩壊率は一般式によって与えられる：
因子 "S" は次によって与えられる
位相空間は次によって決定される
規定された最終状態の全崩壊率を得るためには、位相空間に渡り積分する。
粒子が異なる最終状態への複数の崩壊分岐または"モード"を持つとき、その全崩壊率は全ての分岐の崩壊率の総和を取ることによって得られる。各モードのはその崩壊率を全崩壊率で割った値で得られる。
2体崩壊.
崩壊率.
質量"M"の粒子が崩壊する二つの粒子を1および2とラベルする。崩壊粒子の静止系で
これは四元運動量がその崩壊で保存すること要求することで得られる。例えば、 
球面座標系では
デルタ関数を用いて二体の最終状態について位相空間をformula_20およびformula_21で積分すると、崩壊粒子の静止系での崩壊率を次のように得ることができる
二つの異なる枠組みから.
実験室系における放射粒子の角度は運動量中心系における放射粒子の角度と次の式によって関係している：
3体崩壊.
一つの粒子が三つに崩壊する位相空間要素は次の通りである： 
複素質量および崩壊率.
不安定粒子の質量は形式的に複素数である。その実部は通常の意味での質量であり、虚部は自然単位系における崩壊率である。虚部が実部に比べて大きい場合、その粒子は通常、粒子と言うよりも共鳴と見なされる。これは場の量子論において質量M（実数）の粒子はよく二つの他の粒子間で交換するためである。これは、それを生成するのに十分なエネルギーがないとき、これらの他の粒子間の運動時間が1/Mのオーダーで十分に短ければ、不確定性原理に従って起こる。質量formula_25の粒子にとって、粒子は1/Mの時間は運動可能だが、formula_26のオーダーの時間の後に崩壊する。formula_27ならば、粒子は通常その運動を終える前に崩壊する。