粒子衰变

粒子衰变是一基本粒子变成其他基本粒子的自发过程。在这个过程中，一基本粒子变成质量更轻的另一种基本粒子，及一中间粒子，例如μ子衰变中的W玻色子。这中间粒子随即变成其他粒子。如果生成的粒子不稳定，那么衰变过程还会继续。粒子衰变这种过程，与放射性衰变不一样，后者为一不稳定的原子核，变成一更小的原子核，当中还伴随着粒子或射线的发射。

所有数值均来自粒子数据小组：

种类名称符号能量 (MeV)平均寿命轻子电子 / 正电子0.511年μ子 / 反μ子105.6秒τ子 / 反τ子1777秒介子中性π介子135秒带电π介子139.6秒重子质子 / 反质子938.2> 1029年中子 / 反中子939.6885.7 秒玻色子W玻色子804,00010 − 25 秒W玻色子9100010 − 25 秒

把一个粒子的平均寿命标记为τ，这样粒子在时间 后仍生还（即未衰变）的概率为

其中 为该粒子的洛伦兹因子。

设一粒子质量为M，则衰变率可用下面的通用公式表示 其中n为原衰变所生成的粒子数，m为连接始态与终态的不变矩阵上的元，dФn为相位空间的元，即为粒子i的四维动量。

在狭义相对论中，四维动量是将古典三维动量推广到四维空间。动量是三维向量；类似地，四维动量是时空中的四向量。具有相对论能量E和三空间动量的粒子的逆向四维动量，其中v是粒子的三空间速度，γ是洛伦兹因子。

mv是粒子的平均非相对动量，m是其余质量。四维动量在相对论计算中是有用的，因为它是洛伦兹矢量。这意味着很容易跟踪在洛伦兹变换下如何变换。