Leptons vs Hadrons
Už viac ako tristo rokov vieme, že hmota pozostáva z atómov. Atómy sa považujú za nedeliteľné až do 20. storočia. Fyzik 20. storočia však zistil, že atóm možno rozdeliť na menšie kúsky a všetky atómy sú vyrobené z rôznych zložení týchto častíc. Sú známe ako subatomické častice a to najmä protón, neutrón a elektrón.
Ďalšie výskumy ukazujú, že tieto častice (subatomické častice) majú tiež vnútornú štruktúru a sú vyrobené z menších vecí. Tieto častice sú známe ako elementárne častice a leptony a kvarky sú známe ako dve hlavné kategórie elementárnych častíc. Kvarky sú navzájom spojené, aby vytvorili väčšiu štruktúru častíc známych ako Hadrons.
leptóny
Častice známe ako elektróny, mióny (μ), tau (Ƭ) a ich zodpovedajúce neutrína sú známe ako rodina leptonov. Elektrón, mión a tau majú náboj -1 a líšia sa od seba iba hmotou. Mion je trikrát masívnejší ako elektrón a tau je 3500-krát masívnejší ako elektrón. Ich zodpovedajúce neutrína sú neutrálne a relatívne nehmotné. Každá častica a kde ich nájsť sú zhrnuté v nasledujúcej tabuľke.
1st generácie | 2nd generácie | 3rd generácie |
Elektrón (e) | Muón (µ) | Tau (Ƭ) |
a) V atómoch b) Vyrába sa v beta rádioaktivite | a) Veľké množstvo vznikajúce v hornej atmosfére kozmickým žiarením | Pozorované iba v laboratóriách |
Elektronové neutrino (νe) | Neónové neutrino (νμ) | Tau neutrino (νƬ) |
a) Beta rádioaktivita b) Jadrové reaktory c) Pri jadrových reakciách v hviezdach | a) Vyrába sa v jadrových reaktoroch b) Kozmické žiarenie hornej atmosféry | Vytvorené iba v laboratóriách |
Stabilita týchto ťažších častíc priamo súvisí s ich hmotnosťou. Masívne častice majú kratší polčas rozpadu ako menej masívne. Elektrón je najľahšia častica; preto je vesmír bohatý na elektróny, ale ostatné častice sú zriedkavé. Na generovanie častíc miónov a tau je potrebná vysoká úroveň energie a v súčasnosti je možné ju vidieť iba v prípadoch, keď je vysoká hustota energie. Tieto častice sa môžu vyrábať v urýchľovačoch častíc. Leptony interagujú navzájom elektromagnetickou interakciou a slabou nukleárnou interakciou.
Pre každú časticu leptonu existujú antičastice známe ako antileptony. Anti-leptony majú podobnú hmotnosť a opačný náboj. Antičastice elektrónu sú známe ako pozitróny.
Hardrons
Ďalšou hlavnou kategóriou elementárnych častíc sú kvarky. Sú to kvarky hore, dole, podivne, hore a dole. Tieto kvarky majú zlomkové poplatky. Kvarky majú tiež antičastice známe ako antikvarky. Majú rovnakú hmotnosť, ale opačný náboj.
Charge | 1st generácie | 2nd generácie | 3rd generácie |
+2/3 | hore 0.33 | Čaro 1.58 | top 180 |
-1/2 | nadol 0.33 | zvláštny 0,47 | dno 4,58 |
N.B. hmotnosti častíc uvedené v dolnej časti sú v GeV / c2.
Tieto častice interagujú silnou silou a vytvárajú väčšie častice známe ako hadróny a hadróny majú celé číslo.
V podstate sa kvarky kombinujú so samotnými kvarkmi alebo s antikvarkmi a vytvárajú stabilné hadróny. Tri hlavné kategórie hadrónov sú baryóny, antibaryóny a mezóny. Baryóny sa skladajú z troch kvarkov (qqq) viazaných silnou silou a antibaryóny sú tri antikvarky () viazané. Mesóny sú kvark a antikvark () spárované.
Aký je rozdiel medzi Hadronom a Leptonom?
• Kvarky a leptóny sú dve kategórie elementárnych častíc a sú spojené, známe ako fermiony.
• Kvarky sa kombinujú prostredníctvom silnej jadrovej interakcie do formy hadrónov; doteraz sa neobjavili žiadne vnútorné štruktúry leptónov, ale Hadronovia majú vnútornú štruktúru. Leptony existujú ako jednotlivé častice.
• Hadróny sú v porovnaní s leptónmi mohutnejšie častice.
• Leptony interagujú prostredníctvom elektromagnetickej a slabej sily, zatiaľ čo kvarky interagujú prostredníctvom silných interakcií.