Desintegración de dos cuerpos: las partículas más pesadas viven más que las partículas ligeras

De la regla de oro de Fermi se puede deducir que la tasa de desintegración para una desintegración de dos partículas ( A B + C ) es dado por

Γ = pag 32 π 2 metro A 2 | METRO | 2 d Ω ,

donde el valor absoluto de los momentos de las partículas salientes viene dado por

pag = 1 2 metro A [ metro A 2 ( metro B + metro C ) 2 ] [ metro A 2 ( metro B metro C ) 2 ] .

METRO es el elemento de la matriz, y metro A , B , C son las masas de las partículas involucradas. (Esto es conocimiento de libro de texto, cf. Griffiths, Thomson o Wikipedia ).

Ahora el tiempo de vida de una partícula está dado por τ = 1 / Γ , y de la ecuación anterior deberíamos poder decir cómo transcurre la vida útil con la masa metro A (asumiendo metro B , C Mantente constante).

Para metro A metro B , C , obtenemos pag metro A 4 metro A = metro A , de este modo Γ 1 metro A y τ metro A , es decir, las partículas más pesadas viven más que las partículas ligeras.

¿Dónde me he equivocado?

Respuestas (1)

¿Dónde me he equivocado?

Análisis dimensional.

Sabes | METRO | 2 debe tener dimensiones de [masa] 2 , si Γ tiene que tener dimensiones de [masa]. En una interacción fuerte, "normal", la escala de masa en su límite es establecida por metro A 2 , y así, dividiendo por su espacio de fase metro A , ves que Γ metro A , como usted parece apreciar. Cuanto más pesada es la partícula, más corta es su vida.

Esto no es todo: para algunos casos extraños que involucran decaimientos débiles que suprimen la quiralidad, como los de los leptones cargados, tienes | METRO | 2 metro A 6 / METRO W 4 , de modo que Γ metro A 5 / METRO W 4 , lo que te recuerda por qué el leptón tau tiene una vida mucho más corta que el muón.

Respuesta muy clara, gracias!