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辐射的发射。

注意本条目使用自然单位，即c=h=1

所有数值均来自粒子数据小组：

把一粒子的平均寿命标记为τ，这样粒子在时间t后仍生还（即未衰变）的概率为P(t) = e

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，及为粒子i的四维动量。

位相空间可由下式所得，

主条目：四维动量一粒子的四维动量又叫其不变质量。

一粒子的四维动量平方，定义为其能量平方与其三维动量平方间的差（注意从这开始，采用的单位都能满足光速等于1这项条件。

四维动量守恒

在所有衰变及粒子相互作用中，四维动量都必须守恒，因此始态pi与终态pf的关系为

pi= pf。