Ključna razlika između leptona i kvarkova je u tome što leptoni mogu postojati kao pojedinačne čestice u prirodi dok kvarkovi ne mogu.
Sve do 20. veka ljudi su verovali da su atomi nedeljivi, ali su fizičari iz 20. veka otkrili da se atom može razbiti na manje delove, a svi atomi su napravljeni od različitog sastava. Stoga ih nazivamo subatomskim česticama: proton, neutron i elektron. Nadalje, istraživanja otkrivaju da subatomske čestice također imaju unutrašnju strukturu, a sačinjene su od manjih stvari. Stoga su ove čestice poznate kao elementarne čestice, a leptoni i kvarkovi su njihove dvije glavne kategorije.
Šta su leptoni?
Čestice koje zovemo elektroni, mioni (µ), tau (Ƭ) i njihovi odgovarajući neutrini su poznate kao porodica leptona. Nadalje, elektron, mion i tau imaju naboj od -1, a razlikuju se jedan od drugog samo po masi. To je; mion je tri puta masivniji od elektrona, a tau je 3500 puta veći od elektrona. Štaviše, njihovi odgovarajući neutrini su neutralni i relativno bez mase. Sljedeća tabela rezimira svaku česticu i gdje je pronaći.
| 1st Generacija | 2nd Generacija | 3rd Generacija |
| Electron (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
– U atomima – Proizvedeno u beta radioaktivnosti |
– Veliki brojevi proizvedeni u gornjoj atmosferi kosmičkim zračenjem | – Uočeno samo u laboratorijama |
| Elektronski neutrino (νe) | Muonski neutrino (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
– Beta radioaktivnost – Nuklearni reaktori – U nuklearnim reakcijama u zvijezdama |
– Proizvedeno u nuklearnim reaktorima – gornje atmosfersko kosmičko zračenje |
– generirano samo u laboratorijama |
Osim toga, stabilnost ovih težih čestica direktno je povezana sa njihovom masom. Stoga masivne čestice imaju kraći poluživot od onih manje masivnih. Elektron je najlakša čestica; zato je svemir obiluje elektronima, a ostale čestice su rijetke. Da bismo generisali mione i tau čestice, potreban nam je visok nivo energije. Danas ih možemo vidjeti samo u slučajevima gdje postoji velika gustoća energije. Nadalje, ove čestice možemo proizvesti u akceleratorima čestica. Osim toga, leptoni međusobno djeluju elektromagnetskom interakcijom i slabom nuklearnom interakcijom. Za svaku leptonsku česticu postoje antičestice koje nazivamo antileptoni. A ovi antileptoni imaju sličnu masu i suprotan naboj. Na primjer, antičestice elektrona su pozitroni.
Šta su kvarkovi?
Kvark je druga glavna kategorija elementarnih čestica. Svojstva čestica u porodici kvarkova možemo sumirati na sljedeći način. (Masa svake čestice je ispod samog imena. Međutim, tačnost ovih brojeva je vrlo diskutabilna).
| Charge | 1st Generacija | 2nd Generacija | 3rd Generacija |
| +2/3 |
Up 0.33 |
Charm 1.58 |
Vrh 180 |
| -1/2 |
Dolje 0.33 |
Čudno 0.47 |
Dno 4.58 |
Kvarkovi snažno međusobno djeluju snažnom nuklearnom interakcijom i formiraju kombinacije kvarkova. Ove kombinacije su poznate kao Hadroni. U stvari, izolovani kvarkovi trenutno ne postoje u našem univerzumu. Štaviše, razumno je reći da su svi kvarkovi u ovom svemiru u nekom obliku adrona. (Najčešći i poznati tipovi adrona su protoni i neutroni).
Slika 01: Standardni model elementarnih čestica
Osim toga, kvarkovi imaju interno svojstvo poznato kao barionski broj. Svi kvarkovi imaju barionski broj 1/3, a antikvarkovi imaju barionski broj -1/3. Nadalje, u reakciji koja uključuje elementarne čestice, ovo svojstvo poznato kao barionski broj je očuvano.
Štaviše, kvarkovi imaju još jedno svojstvo koje se zove ukus. Broj se dodjeljuje za označavanje arome čestice poznate kao broj okusa. Okusi se nazivaju Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) i tako dalje. Up kvark ima porast od +1 dok 0 neobičnost i dolje.
Koja je razlika između leptona i kvarkova?
Elektroni, mioni (µ), tau (Ƭ) i njihovi odgovarajući neutrini poznati su kao porodica leptona, dok su kvarkovi vrsta elementarne čestice i fundamentalni sastojak materije. Kada se uporede oba, ključna razlika između leptona i kvarkova je da leptoni mogu postojati kao pojedinačne čestice u prirodi, dok kvarkovi ne mogu.
Štaviše, leptoni imaju cjelobrojne naboje dok kvarkovi imaju razlomke. Također, postoji još jedna razlika između leptona i kvarkova kada se uzme u obzir sila kojima ove čestice mogu biti izložene. To je; leptoni su podvrgnuti slaboj sili, gravitacionoj sili i elektromagnetskoj sili, dok su kvarkovi izloženi jakoj sili, slaboj sili, gravitacionoj sili i elektromagnetskoj sili.
Sažetak – Leptoni protiv kvarkova
Ukratko, kvarkovi i leptoni su dvije kategorije elementarnih čestica. Kada se uzmu zajedno, poznati su kao fermioni. Iznad svega, ključna razlika između leptona i kvarkova je u tome što leptoni mogu postojati kao pojedinačne čestice u prirodi dok kvarkovi ne mogu.
