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{{NoteTA|G1=物理学}}
{{味量子數}}
在[[粒子物理學]]中，'''味'''或'''風味'''（英文︰Flavor）是[[基本粒子]]的一種[[量子數]]。在[[量子色動力學]]中，味是一種總體對稱。另一方面，在[[電弱相互作用|電弱理論]]中，這種對稱被打破，因此存在味變過程，例如夸克衰變或[[中微子振盪]]。

==概述==
如果有兩種以上的粒子擁有相同的相互作用，那麼它們可以在不影響物理的情況下互相交換。只要兩者成[[正交]]或互相垂直，這兩種粒的任何（複數）線性組合，都會有着相同的物理。換句話說，該理論擁有對稱變換，例如<math>M\left({u\atop d}\right)</math>，其中''u''及''d''是兩種場，而''M''則是任何[[行列式]]為1的{{nowrap|2 × 2}}[[幺正矩陣]]。這樣的矩陣組成一種叫[[特殊酉群|SU(2)]]的[[李群]]。這是味對稱的一個例子。

“味”這個詞最早在1968年所創，用於[[強子]]的[[夸克模型]]。

==味量子數==
===輕子===
所有[[輕子]]都帶有[[輕子數]]''L''&nbsp;=&nbsp;1。另外，輕子同時帶有[[弱同位旋]]''T''<sub>3</sub>，三種帶電荷輕子（即[[電子]]、[[μ子]]和[[τ子]]）的弱同位旋為−{{frac|1|2}}，而它們的[[中微子]]則為+{{frac|1|2}}。每一個由帶電輕子及中性輕子（兩者有着相反的弱同位旋）組成的雙重態，組成輕子的一[[代 (粒子物理學)|代]]。另外，有一種量子數叫[[弱超荷]]，''Y''<sub>W</sub>，所有[[手徵性|左手性]]輕子的弱超荷皆為−1<ref>{{cite journal
 |author=S. Raby, R. Slanky
 |year=1997
 |title=Neutrino Masses: How to add them to the Standard Model
 |url=http://theta13.lbl.gov/neutrino_book_pdfs/04_03_Neutrino_Masses.pdf
 |journal=Los Alamos Science
 |volume=
 |issue=25
 |pages=64
 |deadurl=yes
 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110831014543/http://theta13.lbl.gov/neutrino_book_pdfs/04_03_Neutrino_Masses.pdf
 |archivedate=2011-08-31
 |access-date=2011-07-28
 }}</ref>。弱同位旋與弱超荷在[[標準模型]]中都是[[規範場論|規範]]的。

輕子共有六種“味”量子數：電子數、μ子數、τ子數及三種中微子的對應數。它們在電磁相互作用中守恆，但在弱相互作用中則被破壞。因此，這些“味”量子數並沒有甚麼大用途。每一代一個量子數反而更有用，電數（電子與電中微子的值為+1）、μ數（μ子與μ子中微子的值為+1）及τ數（τ子與τ子中微子的值為+1）。然而，這些數還是不會絕對守恆，因為不同代的中微子會混合；也就是說，一個味的中微子[[中微子振蕩|可以變成另一個味]]。這種混合的強度由一個矩陣所定，叫[[龐蒂科夫-牧-中川-坂田矩陣]]（PMNS矩陣）。

===夸克===
所有[[夸克]]都帶有[[重子數]]''B''&nbsp;=&nbsp;{{frac|1|3}}。它們還帶有弱同位旋''T''<sub>3</sub>&nbsp;=&nbsp;±{{frac|1|2}}。''T''<sub>3</sub>為正的夸克（上、魅及頂）叫“上型夸克”，''T''<sub>3</sub>為負的（下、奇及底）叫“下型夸克”。每個有上型及下型夸克的雙重態，都各自組成夸克的一個[[代 (粒子物理學)|代]]。

夸克擁有以下的味量子數：
*[[同位旋]]，上夸克的值為''I''<sub>3</sub>&nbsp;=&nbsp;{{frac|1|2}}，而下夸克的值則為''I''<sub>3</sub>&nbsp;=&nbsp;−{{frac|1|2}}。
*[[奇異數]]（''S''）：由[[默里·蓋爾曼]]所引進的一個量子數。奇夸克的奇異數被定義為-1。
*[[魅數]]（''C''），魅夸克的魅數值為+1。
*[[底數 (粒子物理學)|底數]]（''B''&prime;），底夸克的底數值為−1。
*[[頂數]]（''T''），頂夸克的頂數值為+1。

因為它們在電磁及強相互作用中都守恆（但不是在弱相互作用中），所以它們是有用的量子數。可以從它們中建立新的導出量子數：
*[[超荷]]（''Y''）：''Y'' = ''B'' + ''S'' + ''C'' + ''B''&prime; + ''T''
*[[電荷]]: ''Q'' = ''I''<sub>3</sub> + {{frac|1|2}}''Y''（見[[蓋爾曼-西島關係]]）

某一種味的夸克是[[哈密頓算符]]弱相互作用部份的[[本徵態]]：它會跟[[W及Z玻色子]]有一種固定的相互作用方式。另一方面，一固定質量的[[費米子]]（哈密頓算符的強相互作用及動能部份的[[本徵態]]），一般是多種味的疊加態。因此，在[[量子態]]自由傳播時，其內含的夸克可能會轉變。夸克這種從味態變成質量態的轉變，數學上由卡比博-小林-益川矩陣（[[CKM矩陣]]）所描述。這個矩陣與中微子的PMNS矩陣有異曲同工之處，它定義了夸克在弱相互作用下味變間的強度。

在有最少三代的時候，CKM矩陣就能夠描述[[CP破壞]]。

===反粒子及強子===
味量子數是可相加的。因此[[反粒子]]的味與對應粒子的大小相同，但正負相反。[[強子]]從它們的[[價夸克]]l中得到味量子數：這是[[夸克模型]]的分類基本。超荷、電荷及其他味量子數對於[[強子]]也成立，對[[夸克]]也是。

==量子色動力學==
:<small>味對稱跟[[手徵性|手徵對稱]]有着密切的關係。建議把以下這節跟[[手徵性]]一同閱讀。</small>

[[量子色動力學]]（QCD）中夸克有六種味。然而，它們的質量不一。因此，嚴格來說它們不能被互相交換。上及下夸克的質量很接近，幾乎一樣，因此二夸克理論擁有大概的SU(2)對稱（[[同位旋]]對稱）。在某些情況下，可以把''N''<sub>f</sub>種夸克視為相同質量，然後得到有效的SU(''N''<sub>f</sub>)味對稱。

在某些情況下，夸克的質量可以被完全忽略。在這個情形下，每一種夸克味都有一種[[手徵性|手徵對稱]]。這時可以把每個夸克場的味變換，分成左手性和右手性兩部份。那麼味群就是手性群{{nowrap|SU<sub>L</sub>(''N''<sub>f</sub>) × SU<sub>R</sub>(''N''<sub>f</sub>)}}。

如果所有夸克的質量都一樣，那麼手徵對稱就會被破壞成“對角味群”的“向量對稱”，它會對夸克的兩種[[螺旋性]]作出一樣的變換。這樣的一種對稱縮化叫“明確對稱性破缺”。明確對稱性破缺的量，是由QCD中的[[淨夸克質量]]所控制的。

即使夸克沒有質量，如果真空內有[[手徵凝聚物]]（跟低能量QCD時一樣），手徵味對稱也會被[[自發對稱性破缺|自發破壞]]。因此造成夸克的有效質量，一般在QCD中叫[[價夸克質量]]。

===QCD的對稱===
實驗分析指出，較輕的夸克味的現時質量，比起QCD的[[截断能标]]''Λ''<sub>QCD</sub>要小得多，因此對於上、下及奇夸克，[[手徵味對稱]]與[[量子色動力學|QCD]]是近似的。[[手徵微擾理論]]的成功，以及相對簡單的[[手徵模型]]，都是利用上述這一點。從[[夸克模型]]所得出的價夸克質量，比現時的夸克質量要大得多。由此可見，[[手徵凝聚物]]形成時，QCD會產生自發手徵對稱破缺。[[夸克物質|其他QCD相]]可能會以其他方式破壞手徵味對稱。

==守恆定律==
絕對守恆的味量子數有：
*[[電荷]]（''Q''）
*[[弱同位旋]]（''I<sub>3</sub>''）
*[[重子數]]（''B''）
*[[輕子數]]（''L''）

在一些理論中，如果子（''B''-''L''）守恆的話，重子數及輕子數的守恆能被個別破壞。其他味量子數守恆都被[[電弱相互作用]]作破壞。[[強相互作用]]中味守恆。

==另見==
*[[弱相互作用]]、[[CKM矩陣]]及[[CP破壞]]
*[[量子色動力學]]、[[CP破壞#强CP问题|強CP問題]]及[[手徵性]]
*[[夸克]]、[[輕子]]及[[強子]]
*[[埃尔米特矩阵]]
*[[辛矩阵]]
*[[酉群]]
*[[酉算子]]
*[[矩阵分解]]

==參考資料==
{{reflist}}
*{{Cite book
 | author=D.J. Griffiths
 | year=1987
 | title=Introduction to Elementary Particles
 | url=https://archive.org/details/introductiontoel0000grif_o7r4
 | publisher=John Wiley & Sons
 | isbn=0-471-60386-4
}}

==外部連結==
*[http://pdg.lbl.gov/ 粒子數據小組]{{Wayback|url=http://pdg.lbl.gov/ |date=20170907205728 }}

[[Category:基本物理概念]]
[[Category:標準模型]]
[[Category:量子色動力學]]
[[Category:守恆定律]]