Różnica między leptonami i kwarkami

The kluczowa różnica między leptonami i kwarkami jest to leptony mogą istnieć jako pojedyncze cząstki w przyrodzie, podczas gdy kwarki nie.

Aż do XX wieku ludzie wierzyli, że atomy są niepodzielne, ale fizycy XX wieku odkryli, że atom można rozbić na mniejsze części, a wszystkie atomy są zbudowane z różnych kompozycji. Dlatego nazywamy je cząsteczkami subatomowymi: mianowicie protonem, neutronem i elektronem. Co więcej, badania ujawniają, że cząsteczki subatomowe mają również wewnętrzną strukturę i są zbudowane z mniejszych rzeczy. Zatem cząstki te są znane jako cząstki elementarne, a leptyny i kwarki to ich dwie główne kategorie.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym są Leptony 
3. Co to są kwarki
4. Porównanie obok siebie - leptony i kwarki w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Jakie są Leptony?

Cząstki, które nazywamy elektronami, mionami (µ), tau (Ƭ) i odpowiadającymi im neutrinami, znane są jako rodzina leptonów. Ponadto elektron, mion i tau mają ładunek -1 i różnią się od siebie tylko masą. To jest; mion jest trzy razy masywniejszy niż elektron, a tau jest 3500 razy większy niż elektron. Ponadto odpowiadające im neutrina są neutralne i względnie pozbawione masy. Poniższa tabela podsumowuje każdą cząsteczkę i gdzie ją znaleźć.

1św Pokolenie	2)nd Pokolenie	3)r & D Pokolenie
Elektron (e)	Mion (µ)	Tau (Ƭ)
- W atomach - Wyprodukowany w radioaktywności beta	- Duże ilości wytwarzane w górnej atmosferze przez promieniowanie kosmiczne	- Obserwowane tylko w laboratoriach
Neutrino elektronowe (νmi)	Neutrino muonowe (νµ)	Tau neutrino (νƬ)
- Radioaktywność beta - Reaktor nuklearny - W reakcjach jądrowych w gwiazdach	- Produkowany w reaktorach jądrowych - Górne atmosferyczne promieniowanie kosmiczne	- Generowane tylko w laboratoriach

Poza tym stabilność tych cięższych cząstek jest bezpośrednio związana z ich masami. Dlatego masywne cząsteczki mają krótszy okres półtrwania niż te mniej masywne. Elektron jest najlżejszą cząsteczką; dlatego wszechświat obfituje w elektrony, a inne cząstki są rzadkie. Aby wygenerować miony i cząsteczki tau, potrzebujemy wysokiego poziomu energii. W dzisiejszych czasach możemy je zobaczyć tylko w przypadkach, w których występuje wysoka gęstość energii. Ponadto możemy wytwarzać te cząstki w akceleratorach cząstek. Ponadto leptyny oddziałują na siebie poprzez oddziaływanie elektromagnetyczne i słabe oddziaływanie jądrowe. Dla każdej cząstki leptonu są anty-cząstki, które nazywamy antyleptonami. I te anty-leptony mają podobną masę i przeciwny ładunek. Na przykład antycząsteczka elektronów to pozytony.

Co to są kwarki?

Kwark jest drugą główną kategorią cząstek elementarnych. Możemy podsumować właściwości cząstek w rodzinie kwarków w następujący sposób. (Masa każdej cząstki jest poniżej samej nazwy. Jednak dokładność tych liczb jest wysoce dyskusyjna).

Opłata	1św Pokolenie	2)nd Pokolenie	3)r & D Pokolenie
+2/3	W górę 0,33	Urok 1,58	Top 180
-1/2	Na dół 0,33	Dziwne 0,47	Dolny 4.58

Kwarki oddziałują ze sobą silnie poprzez silne oddziaływanie jądrowe, tworząc kombinacje kwarków. Te kombinacje są znane jako Hadrony. W rzeczywistości w naszym wszechświecie nie ma obecnie izolowanych kwarków. Co więcej, rozsądne jest stwierdzenie, że wszystkie kwarki w tym wszechświecie są w jakiejś formie hadronów. (Najczęstszymi i znanymi typami hadronów są protony i neutrony).

Rysunek 01: Standardowy model cząstek elementarnych

Poza tym kwarki mają wewnętrzną właściwość znaną jako liczba barionowa. Wszystkie kwarki mają liczbę barytonową 1/3, a antykwarki mają liczby barytonowe -1/3. Ponadto w reakcji z udziałem cząstek elementarnych ta właściwość, znana jako liczba barionowa, zostaje zachowana.

Ponadto kwarki mają inną właściwość zwaną smakiem. Przypisywana jest liczba oznaczająca aromat cząstki znany jako liczba aromatyczna. Smaki są określane jako Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) i tak dalej. Kwark górny ma wartość +1, podczas gdy 0 dziwność i Downness.

Jaka jest różnica między leptonami a kwarkami?

Elektrony, miony (µ), tau (Ƭ) i odpowiadające im neutrina są znane jako rodzina leptonów, podczas gdy kwarki są rodzajem cząstek elementarnych i fundamentalnym składnikiem materii. Porównując oba, kluczową różnicą między leptonami i kwarkami jest to, że leptyny mogą istnieć jako pojedyncze cząstki w przyrodzie, podczas gdy kwarki nie mogą.

Ponadto leptyny mają ładunki całkowite, podczas gdy kwarki mają ładunki ułamkowe. Ponadto, istnieje lepsza różnica między leptonami i kwarkami, jeśli weźmie się pod uwagę siły, na które cząstki te mogą być narażone. To jest; leptony są poddawane słabej sile, grawitacji i sile elektromagnetycznej, podczas gdy kwarki są poddawane silnej sile, słabej sile, sile grawitacji i sile elektromagnetycznej.

Podsumowanie - Leptony kontra kwarki

W skrócie, kwarki i leptyny to dwie kategorie cząstek elementarnych. Razem wzięte są znane jako fermiony. Przede wszystkim kluczową różnicą między leptonami i kwarkami jest to, że leptyny mogą istnieć jako pojedyncze cząstki w przyrodzie, podczas gdy kwarki nie mogą.

Odniesienie:

1. „Lepton”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30 marca 2019 r., Dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Standardowy model cząstek elementarnych” autor: MissMJ - praca własna osoby przesyłającej, również PBS NOVA [1], Fermilab, Office of Science, Departament Energii Stanów Zjednoczonych, Particle Data Group (Public Domain) przez Commons Wikimedia