重子数

电子是最轻的带一个单位负电荷的稳定粒子,质子则是带一个单位正电荷的稳定粒子。电荷守恒要求电子如果能衰变的话,这个单位负电荷不能消失,必须转移到衰变后产生的某个粒子上去,但是电子本身已经是带一个单位负电荷的最轻的粒子,这样电荷守恒实际上决定了电子的稳定性。正电子

发现后,就提出了一个理论问题:质子并不是带一个单位正电荷的最轻的粒子,为什么质子不能衰变为一个正电子和一个光子。质子的稳定性可以用存在一个新的守恒量来解释,这个守恒量称为重子数。规定质子的重子数为 1, 但光子和正电子的重子数为零,质子是重子数为 1 的最轻的粒子,重子数守恒决定了重子的稳定性。

中子的重子数也是 1。在中子衰变成一个质子、一个电子和一个反中微子的过程中,电荷是守恒的,重子数也是守恒的。中子不带电,是一种中性粒子,但中子的重子数是 1,这表明它不是纯中性粒子。中子的反粒子是反中子,反中子也不带电,自旋量子数也是 1/2,但它的重子数是-1,重子数把中子和反中子区分开了。