Leptoni vs Hadroni
Naše je razumevanje već više od tri stotine godina da se materija sastoji od atoma. Smatra se da su atomi nedjeljivi do 20. vijeka. No, fizičar iz 20. stoljeća otkrio je da se atom može razbiti na manje komade, a svi atomi su napravljeni od različitih sastava ovih čestica. One su poznate kao subatomske čestice i naime, proton, neutron i elektron.
Dalje istraživanje otkriva da ove čestice (subatomske čestice) također imaju unutrašnju strukturu i da su napravljene od manjih stvari. Ove čestice su poznate kao elementarne čestice, a poznato je da su leptoni i kvarkovi dvije glavne kategorije elementarnih čestica. Kvarkovi su povezani zajedno da formiraju veću strukturu čestica poznatu kao Hadroni.
Leptoni
Čestice poznate kao elektroni, mioni (µ), tau (Ƭ) i njihovi odgovarajući neutrini su poznate kao porodica leptona. Elektron, mion i tau imaju naboj od -1, a razlikuju se jedan od drugog samo po masi. Mion je tri puta masivniji od elektrona, a tau je 3500 puta masivniji od elektrona. Njihovi odgovarajući neutrini su neutralni i relativno bez mase. Svaka čestica i gdje ih pronaći su sažeti u sljedećoj tabeli.
| 1st Generacija | 2nd Generacija | 3rd Generacija |
| Electron (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
a) U atomima b) Proizveden u beta radioaktivnosti |
a) Veliki brojevi proizvedeni u gornjoj atmosferi kosmičkim zračenjem | Uočeno samo u laboratorijama |
| Elektronski neutrino (νe) | Muonski neutrino (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
a) Beta radioaktivnost b) Nuklearni reaktori c) U nuklearnim reakcijama u zvijezdama |
a) Proizvedeno u nuklearnim reaktorima b) Gornje atmosfersko kosmičko zračenje |
Samo generirano u laboratorijama |
Stabilnost ovih težih čestica direktno je povezana sa njihovom masom. Masivne čestice imaju kraći poluživot od onih manje masivnih. Elektron je najlakša čestica; zato je univerzum obiluje elektronima, ali su ostale čestice rijetke. Za generiranje miona i tau čestica potreban je visok nivo energije i u današnje vrijeme se može vidjeti samo u slučajevima gdje postoji velika gustoća energije. Ove čestice se mogu proizvesti u akceleratorima čestica. Leptoni međusobno djeluju elektromagnetskom interakcijom i slabom nuklearnom interakcijom.
Za svaku leptonsku česticu postoje antičestice poznate kao antileptoni. Antileptoni imaju sličnu masu i suprotan naboj. Antičestica elektrona poznata je kao pozitron.
Hardrons
Druga glavna kategorija elementarnih čestica poznata je kao kvarkovi. Oni su gore, dolje, čudni, gornji i donji kvarkovi. Ovi kvarkovi imaju frakcioni naboj. Kvarkovi takođe imaju antičestice poznate kao antikvarkovi. Imaju istu masu ali suprotan naboj.
| 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 |
N. B. mase čestica prikazane na dnu su u GeV/c2.
Ove čestice interaguju kroz snažnu silu da formiraju veće čestice poznate kao hadroni i hadroni imaju cjelobrojni naboj.
U osnovi, kvarkovi se kombinuju sa samim kvarkovima ili sa antikvarkovima, da bi formirali stabilne hadrone. Tri glavne kategorije adrona su barioni, antibarioni i mezoni. Barioni se sastoje od tri kvarka (qqq) vezana jakom silom, a antibarioni su tri antikvarka ([lateks]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/lateks]) vezana. Mezoni su kvark i antikvark ([latex]q\bar{q}[/latex]) upareni zajedno.
Koja je razlika između Hadrona i Leptona?
• Kvarkovi i leptoni su dvije kategorije elementarnih čestica i uzeti zajedno, poznate kao fermioni.
• Kvarkovi se kombinuju kroz snažnu nuklearnu interakciju da bi formirali hadrone; do sada nisu otkrivene unutrašnje strukture leptona, ali hadroni imaju unutrašnju strukturu. Leptoni postoje kao pojedinačne čestice.
• Hadroni su masivnije čestice u poređenju sa leptonima.
• Leptoni interaguju putem elektromagnetne i slabe sile, dok kvarkovi interaguju kroz jake interakcije.
