Leptonenzahl
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Es gibt zu jeder Familie der Leptonen eine Leptonenzahl, also eine elektronische Leptonenzahl Le, eine myonische Leptonenzahl Lμ und eine tauonische Leptonenzahl Lτ. Zu der jeweiligen Leptonenzahl zählen nur die Teilchen und Antiteilchen aus der jeweiligen Familie, und zwar die Teilchen mit +1 und die Antiteilchen mit -1.
Betrachtet man den β − -Zerfall, so hat der Ausgangszustand (ein Neutron) die Leptonenzahlen Le = 0, Lμ = 0 und Lτ = 0, da das Neutron kein Lepton ist. Im Endzustand befindet sich ein Proton Le = 0, ein Elektron mit Le = 1 und eine Antielektronneutrino mit Le = − 1 (alle anderen Leptonenzahlen sind jeweils 0). Also hat auch der Endzustand die Leptonenzahl 0 für alle drei Familien.
Die Erhaltung der Leptonenzahlen bei diesem Prozess ist kein Zufall, denn alle Wechselwirkungen erhalten die Leptonenzahlen. Beim Zeichnen von Feynman-Graphen ist auch darauf zu achten, dass an jedem Vertex die Leptonenzahlen erhalten bleiben. Sie sind jedoch nicht streng erhalten, wie die Neutrinooszillation zeigt, bei der sich Neutrinos einer Art quantenmechanisch in Neutrinos einer anderen Art verwandeln können.
Auch würde die Beobachtung des neutrinolosen doppelten Betazerfalls der Leptonenzahl ihren Sinn nehmen. Der neutrinolose doppelte Betazerfall ist nämlich nur möglich, wenn das Neutrino gleich seinem eigenen Antiteilchen ist. Wenn dies der Fall wäre, könnte man natürlich nicht mehr unterscheiden, ob es sich um ein Neutrino mit L=1 oder um ein Antineutrino mit L=-1 handelt. Bis jetzt wurde noch kein neutrinoloser doppelter Betazerfall beobachtet, jedoch sagt die Theorie, für den Fall, dass er überhaupt existiert, eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit des Auftretens voraus was die Beobachtung immens erschwert.
