Leptons vs Hadrons
Jau daugiau nei tris šimtus metų suprantame, kad materiją sudaro atomai. Manoma, kad atomai buvo nedalomi iki XX a. Tačiau XX amžiaus fizikas atrado, kad atomą galima suskaidyti į mažesnes dalis, o visi atomai yra sudaryti iš skirtingų šių dalelių kompozicijų. Tai žinomos kaip subatominės dalelės, būtent protonas, neutronas ir elektronas.
Tolimesnis tyrimas atskleidžia, kad šios dalelės (subatominės dalelės) taip pat turi vidinę struktūrą ir yra sudarytos iš mažesnių dalykų. Šios dalelės yra žinomos kaip elementariosios dalelės, o leptonai ir kvarkai yra dvi pagrindinės elementariųjų dalelių kategorijos. Kvarkai susijungia ir sudaro didesnę dalelių struktūrą, vadinamą hadronais.
Leptons
Dalelės, žinomos kaip elektronai, miuonai (µ), tau (Ƭ) ir juos atitinkantys neutrinai yra žinomi kaip leptonų šeima. Elektrono, miuono ir tau krūvis yra -1, o vienas nuo kito skiriasi tik masė. Miuonas yra tris kartus masyvesnis už elektroną, o tau yra 3500 kartų masyvesnis už elektroną. Jų atitinkami neutrinai yra neutralūs ir santykinai bemasės. Kiekviena dalelė ir vieta, kur jas rasti, apibendrinta šioje lentelėje.
| 1st Karta | 2nd Karta | 3rd Karta |
| Electron (e) | Muonas (µ) | Tau (Ƭ) |
|
a) Atomuose b) Pagaminta iš beta radioaktyvumo |
a) Didelį kiekį viršutinių atmosferos sluoksnių sukuria kosminė spinduliuotė | Pastebėta tik laboratorijose |
| Elektroninis neutrinas (νe) | Muono neutrinas (νµ) | Tau neutrinas (νƬ) |
|
a) Beta radioaktyvumas b) Branduoliniai reaktoriai c) Branduolinėse reakcijose žvaigždėse |
a) Pagaminta branduoliniuose reaktoriuose b) Viršutinė atmosferos kosminė spinduliuotė |
Sukurta tik laboratorijose |
Šių sunkesnių dalelių stabilumas yra tiesiogiai susijęs su jų mase. Masyvių dalelių pusinės eliminacijos laikas yra trumpesnis nei mažiau masyvių. Elektronas yra lengviausia dalelė; Štai kodėl visatoje gausu elektronų, bet kitos dalelės yra retos. Norint sukurti miuonus ir tau daleles, reikalingas aukštas energijos lygis, o šiuo metu tai galima pamatyti tik tais atvejais, kai yra didelis energijos tankis. Šios dalelės gali būti gaminamos dalelių greitintuvuose. Leptonai sąveikauja vienas su kitu elektromagnetine sąveika ir silpna branduoline sąveika.
Kiekvienoje leptono dalelėje yra antidalelių, žinomų kaip antileptonai. Antileptonai turi panašią masę ir priešingą krūvį. Elektrono antidalelė yra žinoma kaip pozitronai.
Hardrons
Kita pagrindinė elementariųjų dalelių kategorija yra žinoma kaip kvarkai. Jie yra aukštyn, žemyn, keisti, viršutiniai ir apatiniai kvarkai. Šie kvarkai turi trupmeninius krūvius. Kvarkai taip pat turi anti-dalelių, žinomų kaip antikvarkai. Jie turi tą pačią masę, bet priešingą krūvį.
| Apmokestinti | 1st Karta | 2nd Karta | 3rd Karta |
| +2/3 |
Aukštyn 0,33 |
Žavesys 1,58 |
Top 180 |
| -1/2 |
Žemyn 0,33 |
Keista 0,47 |
Apačia 4.58 |
N. B. dalelių masės, parodytos apačioje, yra GeV/c2.
Šios dalelės sąveikauja per stiprią jėgą, sudarydamos didesnes daleles, žinomas kaip hadronai, o hadronai turi sveikųjų skaičių krūvį.
Iš esmės kvarkai susijungia su pačiais kvarkais arba su antikvarkais, kad sudarytų stabilius hadronus. Trys pagrindinės hadronų kategorijos yra barionai, antibarionai ir mezonai. Barionai susideda iš trijų kvarkų (qqq), sujungtų stipria jėga, o antibarionus sudaro trys antikvarkai ([lateksas]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/latex]). Mezonai yra kvarkas ir antikvarkas ([lateksas]q\bar{q}[/lateksas]), suporuoti kartu.
Kuo skiriasi hadronai ir leptonai?
• Kvarkai ir leptonai yra dvi elementariųjų dalelių kategorijos ir kartu vadinamos fermionais.
• Kvarkai susijungia per stiprią branduolinę sąveiką ir sudaro hadronus; iki šiol nebuvo atrasta vidinių leptonų struktūrų, tačiau hadronai turi vidinę struktūrą. Leptonai egzistuoja kaip atskiros dalelės.
• Hadronai yra masyvesnės dalelės, palyginti su leptonais.
• Leptonai sąveikauja pasitelkdami elektromagnetinę ir silpną jėgą, o kvarkai sąveikauja per stiprią sąveiką.
