Rozdiel medzi leptonmi a kvarkmi

kľúčový rozdiel medzi leptónmi a kvarkmi je to leptóny môžu v prírode existovať ako jednotlivé častice, zatiaľ čo kvarky nemôžu.

Až do 20. storočia ľudia verili, že atómy sú neoddeliteľné, ale fyzici 20. storočia objavili, že atóm možno rozdeliť na menšie kúsky a všetky atómy sú vyrobené z rôznych kompozícií. Preto ich nazývame subatomické častice: menovite protón, neutrón a elektrón. Ďalej výskumy ukazujú, že subatomické častice majú tiež vnútornú štruktúru a sú vyrobené z menších vecí. Tieto častice sú známe ako elementárne častice a Leptons a Quarks sú ich dvomi hlavnými kategóriami.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo sú Leptony 
3. Čo sú kvarky
4. Porovnanie vedľa seba - Leptons vs Quarks v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo sú Leptonovci?

Častice, ktoré nazývame elektróny, mióny (µ), tau (Ƭ) a ich zodpovedajúce neutrína, sú známe ako rodina leptonov. Ďalej majú elektrón, mión a tau náboj -1 a líšia sa od seba iba hmotou. To znamená; mión je trikrát masívnejší ako elektrón a tau je 3500-krát väčší ako elektrón. Navyše, ich zodpovedajúce neutrína sú neutrálne a relatívne nehmotné. V nasledujúcej tabuľke sú zhrnuté jednotlivé častice a kde ich nájsť.

1st generácie	2nd generácie	3rd generácie
Elektrón (e)	Muón (µ)	Tau (Ƭ)
- V atómoch - Vyrába sa v beta rádioaktivite	- Veľké množstvo vznikalo v hornej atmosfére kozmickým žiarením	- Pozorované iba v laboratóriách
Elektronové neutrino (νe)	Neónové neutrino (νμ)	Tau neutrino (νƬ)
- Beta rádioaktivita - Jadrové reaktory - V jadrových reakciách v hviezdach	- Vyrába sa v jadrových reaktoroch - Kozmické žiarenie hornej atmosféry	- Vytvorené iba v laboratóriách

Okrem toho stabilita týchto ťažších častíc priamo súvisí s ich hmotnosťou. Preto majú masívne častice kratší polčas rozpadu ako tie menej masívne. Elektrón je najľahšia častica; preto je vesmír bohatý na elektróny a ostatné častice sú zriedkavé. Na vytvorenie miónov a tau častíc potrebujeme vysokú úroveň energie. V súčasnosti ich môžeme vidieť iba v prípadoch, keď je vysoká hustota energie. Ďalej môžeme tieto častice vyrábať v urýchľovačoch častíc. Okrem toho leptony interagujú navzájom elektromagnetickou interakciou a slabou nukleárnou interakciou. Pre každú časticu leptonu existujú antičastice, ktoré nazývame antileptony. A tieto anti-leptony majú podobnú hmotnosť a opačný náboj. Napríklad antičasticami elektrónov sú pozitróny.

Čo sú kvarky?

Quark je ďalšou hlavnou kategóriou elementárnych častíc. Vlastnosti častíc v kvarkovej rodine môžeme zhrnúť nasledovne. (Hmotnosť každej častice je pod samotným názvom. Presnosť týchto čísel je však veľmi diskutabilná).

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

Kvarky navzájom silne interagujú silnou jadrovou interakciou, aby vytvorili kombinácie kvarkov. Tieto kombinácie sú známe ako Hadrons. Izolované kvarky v súčasnosti v našom vesmíre v skutočnosti neexistujú. Okrem toho je rozumné povedať, že všetky kvarky v tomto vesmíre sú v nejakej forme hadrónov. (Najbežnejšie a známe typy hadrónov sú protóny a neutróny).

Obrázok 01: Štandardný model elementárnych častíc

Okrem toho majú kvarky vnútorné vlastníctvo známe ako baryónové číslo. Všetky kvarky majú baryónové číslo 1/3 a anti-kvarky majú baryónové čísla -1/3. Ďalej, v reakcii zahŕňajúcej elementárne častice, je táto vlastnosť známa ako baryónové číslo zachovaná.

Okrem toho majú kvarky ďalšiu vlastnosť nazývanú aróma. Číslo je pridelené na označenie arómy častice známej ako číslo arómy. Chuť je označovaná ako Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) a tak ďalej. Kvark hore má vzostupnosť +1, zatiaľ čo 0 podivnosť a Downness.

Aký je rozdiel medzi leptonmi a kvarkmi?

Elektróny, mióny (µ), tau (Ƭ) a ich zodpovedajúce neutrína sú známe ako rodina leptonov, zatiaľ čo kvarky sú typom elementárnej častice a základnej zložky hmoty. Pri porovnaní oboch je kľúčovým rozdielom medzi leptónmi a kvarkmi to, že leptóny môžu v prírode existovať ako jednotlivé častice, zatiaľ čo kvarky nemôžu.

Leptóny majú navyše celé náboje, zatiaľ čo kvarky majú zlomkové náboje. Existuje tiež ďalší rozdiel medzi leptónmi a kvarkmi, keď sa berú do úvahy sily, ktorým môžu byť tieto častice vystavené. To znamená; leptóny sú vystavené slabej sile, gravitačnej sile a elektromagnetickej sile, zatiaľ čo kvarky sú vystavené silnej sile, slabej sile, gravitačnej sile a elektromagnetickej sile.

Zhrnutie - Leptons vs Quarks

Stručne povedané, kvarky a leptóny sú dve kategórie elementárnych častíc. Keď sa berú spolu, sú známe ako fermiony. Predovšetkým je kľúčovým rozdielom medzi leptónmi a kvarkmi to, že leptóny môžu v prírode existovať ako jednotlivé častice, zatiaľ čo kvarky nemôžu.

referencie:

1. „Lepton.“ Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30. marca 2019, k dispozícii tu.

S láskavým dovolením:

1. „Štandardný model elementárnych častíc“ MissMJ - vlastná práca používateľa, ktorý odovzdal video, tiež PBS NOVA [1], Fermilab, Úrad vedy USA, Ministerstvo energetiky USA, skupina údajov o časticiach (Public Domain) prostredníctvom Commons Wikimedia.