Leptons vs Hadrons
Mēs esam sapratuši vairāk nekā trīssimt gadus, ka matērija sastāv no atomiem. Tiek uzskatīts, ka atomi līdz 20. gadsimtam ir nedalāmi. Bet 20. gadsimta fiziķis atklāja, ka atomu var sadalīt mazākos gabalos, un visi atomi ir izgatavoti no dažāda šo daļiņu sastāva. Tās sauc par subatomiskām daļiņām, proti, protonu, neitronu un elektronu.
Turpmākā izpēte atklāj, ka šīm daļiņām (subatomiskajām daļiņām) ir arī iekšēja struktūra un tās ir izgatavotas no mazākām lietām. Šīs daļiņas ir pazīstamas kā elementārdaļiņas, un leptoni un kvarki ir divas galvenās elementārdaļiņu kategorijas. Kvarki ir saistīti kopā, veidojot lielāku daļiņu struktūru, kas pazīstama kā hadroni.
Leptons
Daļiņas, kas pazīstamas kā elektroni, mioni (µ), tau (Ƭ) un tiem atbilstošie neitrīni, ir pazīstamas kā leptonu saime. Elektronam, mionam un tau lādiņš ir -1, un tie atšķiras viens no otra tikai no masas. Mūons ir trīs reizes masīvāks par elektronu, un tau ir 3500 reižu masīvāks par elektronu. To atbilstošie neitrīno ir neitrāli un relatīvi bezmasas. Katra daļiņa un vieta, kur tās atrast, ir apkopotas nākamajā tabulā.
| 1st Paaudze | 2nd Paaudze | 3rd Paaudze |
| Electron (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
a) Atomos b) Radīts beta radioaktivitātē |
a) Lielus daudzumus atmosfēras augšējos slāņos rada kosmiskais starojums | Novērots tikai laboratorijās |
| Elektronu neitrīno (νe) | Muon neitrīno (νµ) | Tau neitrīno (νƬ) |
|
a) Beta radioaktivitāte b) Kodolreaktori c) Kodolreakcijās zvaigznēs |
a) Ražots kodolreaktoros b) Augšējā atmosfēras kosmiskais starojums |
Tikai ģenerēts laboratorijās |
Šo smagāko daļiņu stabilitāte ir tieši saistīta ar to masām. Masīvām daļiņām ir īsāks pussabrukšanas periods nekā mazāk masīvajām. Elektrons ir vieglākā daļiņa; tāpēc Visumā ir daudz elektronu, bet pārējās daļiņas ir reti sastopamas. Lai radītu mionus un tau daļiņas, ir nepieciešams augsts enerģijas līmenis, un mūsdienās to var redzēt tikai gadījumos, kad ir augsts enerģijas blīvums. Šīs daļiņas var ražot daļiņu paātrinātājos. Leptoni mijiedarbojas viens ar otru, izmantojot elektromagnētisko mijiedarbību un vāju kodola mijiedarbību.
Katrai leptona daļiņai ir antidaļiņas, kas pazīstamas kā antileptoni. Anti-leptoniem ir līdzīga masa un pretējs lādiņš. Elektrona antidaļiņa ir pazīstama kā pozitroni.
Hardrons
Otra galvenā elementārdaļiņu kategorija ir pazīstama kā kvarki. Tie ir augšup, lejup, dīvaini, augšējie un apakšējie kvarki. Šiem kvarkiem ir frakcionēti lādiņi. Kvarkiem ir arī pretdaļiņas, kas pazīstamas kā antikvarki. Tiem ir vienāda masa, bet pretējs lādiņš.
| Maksa | 1st Paaudze | 2nd Paaudze | 3rd Paaudze |
| +2/3 |
Uz augšu 0,33 |
Šarm 1,58 |
Top 180 |
| -1/2 |
Uz leju 0,33 |
Dīvaini 0,47 |
Apakšā 4.58 |
N. B. Daļiņu masas, kas norādītas apakšā, ir izteiktas GeV/c2.
Šīs daļiņas mijiedarbojas ar spēcīgu spēku, veidojot lielākas daļiņas, kas pazīstamas kā hadroni, un hadroniem ir vesela skaitļa lādiņš.
Pamatā kvarki apvienojas ar pašiem kvarkiem vai ar antikvarkiem, veidojot stabilus hadronus. Trīs galvenās hadronu kategorijas ir barioni, antibarioni un mezoni. Barioni sastāv no trim kvarkiem (qqq), kas saistīti ar spēcīgu spēku, un antibarioni ir saistīti ar trim antikvarkiem ([latekss]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/latekss]). Mezoni ir kvarks un antikvarks ([latekss]q\bar{q}[/latekss]), kas savienoti pārī.
Kāda ir atšķirība starp hadroniem un leptoniem?
• Kvarki un leptoni ir divas elementārdaļiņu kategorijas, kas kopā tiek sauktas par fermioniem.
• Kvarki apvienojas spēcīgas kodolenerģijas mijiedarbības rezultātā, veidojot hadronus; līdz šim leptonu iekšējās struktūras nav atklātas, bet hadroniem ir iekšējā struktūra. Leptoni pastāv kā atsevišķas daļiņas.
• Hadroni ir masīvākas daļiņas, salīdzinot ar leptoniem.
• Leptoni mijiedarbojas ar elektromagnētisku un vāju spēku, savukārt kvarki mijiedarbojas ar spēcīgu mijiedarbību.
