Leptonai prieš Hadronus
Per tris šimtus metų mes supratome, kad materiją sudaro atomai. Manoma, kad atomai yra nedalomi iki XX a. Tačiau XX amžiaus fizikas atrado, kad atomas gali būti suskaidytas į mažesnius gabalus, o visi atomai yra sudaryti iš skirtingų šių dalelių kompozicijų. Tai yra žinomos kaip subatominės dalelės, būtent protonas, neutronas ir elektronas.
Tolesnis tyrimas atskleidžia, kad šios dalelės (subatominės dalelės) taip pat turi vidinę struktūrą ir yra pagamintos iš mažesnių daiktų. Šios dalelės yra žinomos kaip elementariosios dalelės, o Leptonai ir Kvarkai yra dvi pagrindinės elementariųjų dalelių kategorijos. Kvarkai yra surišti, kad sudarytų didesnę dalelių struktūrą, žinomą kaip Hadronai.
Leptonai
Dalelės, žinomos kaip elektronai, muonai (µ), tau (Ƭ) ir jų atitinkami neutrinai yra žinomi kaip leptonų šeima. Elektronų, muonų ir tau krūvis yra -1, ir jie skiriasi vienas nuo kito tik mase. Muonas yra tris kartus masyvesnis už elektroną, o tau yra 3500 kartų masyvesnis už elektroną. Jų atitinkami neutrinai yra neutralūs ir santykinai beveidžiai. Kiekviena dalelė ir kur jas rasti yra apibendrinta šioje lentelėje.
1Šv Karta | 2nd Karta | 3rd Karta |
Elektronas (e) | Muonas (µ) | Tau (Ƭ) |
a) Atomais b) Pagaminta beta radioaktyvumo būdu | a) Didelis skaičius viršutinėje atmosferoje susidaro dėl kosminės radiacijos | Stebima tik laboratorijose |
Elektronų neutrinas (νe) | Muonas neutrinas (νµ) | Tau neutrinas (νƬ) |
a) Beta radioaktyvumas b) Branduoliniai reaktoriai c) Branduolinėse žvaigždžių reakcijose | a) Pagaminta branduoliniuose reaktoriuose b) viršutinė atmosferos kosminė radiacija | Sukuriama tik laboratorijose |
Šių sunkesnių dalelių stabilumas yra tiesiogiai susijęs su jų mase. Masyviųjų dalelių pusinės eliminacijos laikas yra trumpesnis nei mažiau masyvių. Elektronas yra lengviausia dalelė; Štai kodėl Visatoje gausu elektronų, tačiau kitos dalelės yra retos. Norint sukurti muonus ir tau daleles, reikalingas didelis energijos lygis, o šiandien jas galima pamatyti tik tais atvejais, kai yra didelis energijos tankis. Šios dalelės gali būti gaminamos dalelių greitintuvuose. Leptonai sąveikauja tarpusavyje elektromagnetinės sąveikos ir silpnos branduolinės sąveikos dėka.
Kiekvienoje leptoninėje dalelėje yra antidalelių, vadinamų antileptonais. Antileptonai turi panašią masę ir priešingą krūvį. Elektrono dalelės yra žinomos kaip pozitronai.
Hardronai
Kita pagrindinė elementariųjų dalelių kategorija yra žinoma kaip kvarkai. Jie yra aukštyn, žemyn, keistai, viršuje ir apačioje. Šie kvarkai turi dalinį krūvį. Kvarkai taip pat turi antidalelių, žinomų kaip antikvarkai. Jie turi tą pačią masę, bet priešingą krūvį.
Mokestis | 1Šv Karta | 2nd Karta | 3rd Karta |
+2/3 | Aukštyn 0,33 | Žavesys 1.58 | Viršuje 180 |
-1/2 | Žemyn 0,33 | Keista 0,47 | Apačia 4.58 |
N.B. dalelių masės, nurodytos apačioje, yra išreikštos GeV / c2.
Šios dalelės sąveikauja per stiprią jėgą ir sudaro didesnes daleles, žinomas kaip hadronai, o hadronai turi sveikojo skaičiaus įkrovą.
Iš esmės kvarkai derinami su pačiais kvarkais arba su antikorvarais, kad susidarytų stabilūs hadronai. Trys pagrindinės hadronų kategorijos yra barionai, antikarionai ir mezonai. Baryonai susideda iš trijų kvarkų (qqq), sujungtų stipria jėga, o antikarionai yra trys antikvarkai () surišta. Mezonai yra kvarkas ir antikvaris () suporuoti kartu.
Kuo skiriasi Hadronai ir Leptonai?
• Kvarkai ir leptonai yra dvi elementariųjų dalelių kategorijos ir visos kartu žinomos kaip fermionai.
• Kvarkai jungiasi per stiprią branduolinę sąveiką ir sudaro hadronus; iki šiol vidinės leptonų struktūros neatrastos, tačiau hadronai turi vidinę struktūrą. Leptonai egzistuoja kaip atskiros dalelės.
• Hadronai yra masyvesnės dalelės, palyginti su leptonais.
• Leptonai sąveikauja per elektromagnetinę ir silpną jėgą, o kvarkai sąveikauja stipriai.