Razlika med Leptoni in Kvarki

The ključna razlika med leptoni in kvarki je to leptoni lahko v naravi obstajajo kot posamezni delci, medtem ko kvarki ne morejo.

Do 20. stoletja so ljudje verjeli, da so atomi nedeljivi, vendar so fiziki 20. stoletja odkrili, da se atom lahko razbije na manjše koščke, vsi atomi pa so narejeni iz različnih sestavkov. Zato jih imenujemo subatomski delci: in sicer protoni, nevtroni in elektroni. Poleg tega preiskave razkrivajo, da imajo subatomski delci tudi notranjo strukturo in so narejeni iz manjših stvari. Tako so ti delci znani kot elementarni delci, Leptons in Quarks pa sta njuni glavni kategoriji.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj so Leptoni 
3. Kaj so kvarki
4. Primerjava ob strani - Lepton vs Quarks v tabeli
5. Povzetek

Kaj so Leptoni?

Delci, ki jih imenujemo elektroni, mioni (µ), tau (Ƭ) in njihovi ustrezni nevtrini, so znani kot družina leptonov. Poleg tega imajo elektroni, muon in tau naboj -1 in se med seboj razlikujejo le od mase. To je; muon je trikrat bolj masiven od elektrona, tau pa je 3500-krat večji od elektrona. Poleg tega so njihovi ustrezni nevtrini nevtralni in so relativno brez mase. Naslednja tabela povzema vsak delček in kje jih najti.

1st Generacija	2nd Generacija	3rd Generacija
Elektroni (e)	Muon (µ)	Tau (Ƭ)
- V atomih - Proizvedeno v beta radioaktivnosti	- Veliko število, ki nastajajo v zgornji atmosferi s kozmičnim sevanjem	- Opaženo le v laboratorijih
Elektronski nevtrino (νe)	Muon nevtrino (νµ)	Tau nevtrino (νƬ)
- Beta radioaktivnost - Jedrski reaktorji - V jedrskih reakcijah v zvezdah	- Proizvedeno v jedrskih reaktorjih - Zgornje atmosfersko kozmično sevanje	- Samo v laboratorijih

Poleg tega se stabilnost teh težjih delcev neposredno nanaša na njihove mase. Zato imajo masivni delci krajši razpolovni čas kot manj masivni. Elektroni so najlažji delci; zato je vesolje obilno z elektroni, ostali delci pa so redki. Za ustvarjanje muonov in tau delcev potrebujemo visoko raven energije. V današnjem času jih lahko vidimo le v primerih, ko je velika energijska gostota. Poleg tega lahko te delce proizvajamo v pospeševalcih delcev. Poleg tega leptoni medsebojno vplivajo z elektromagnetno interakcijo in šibko jedrsko interakcijo. Za vsak delček leptona obstajajo anti-delci, ki jih imenujemo antileptoni. In ti protileptoni imajo podobno maso in nasproten naboj. Na primer, anti-delci elektronov so positroni.

Kaj so Quarks?

Quark je druga večja kategorija elementarnih delcev. Lastnosti delcev v družini kvarkov lahko povzamemo na naslednji način. (Masa vsakega delca je pod imenom. Vendar je natančnost teh številk zelo diskutabilna).

Napolniti	1st Generacija	2nd Generacija	3rd Generacija
+2/3	Zgoraj 0,33	Čar 1.58	Na vrh 180
-1/2	Dol 0,33	Čudno 0,47	Spodaj 4,58

Kvarki med seboj močno vplivajo z močno jedrsko interakcijo in tvorijo kombinacije kvarkov. Te kombinacije so znane kot Hadrons. Dejansko izolirani kvarki trenutno v našem vesolju ne obstajajo. Poleg tega je smiselno reči, da so vsi kvarki v tem vesolju v nekakšni obliki hadronov. (Najpogostejše in znane vrste hadronov so protoni in nevtroni).

Slika 01: Standardni model osnovnih delcev

Poleg tega imajo kvarki tudi notranjo lastnost, znano kot barijonska številka. Vsi kvarki imajo barionsko številko 1/3, antikvarki pa barionske številke -1/3. Poleg tega se v reakciji, ki vključuje elementarne delce, ohrani ta lastnost, znana kot barionovo število.

Poleg tega imajo kvarki še eno lastnost, imenovano okus. Za označevanje arome delca, znanega kot okusno število, je dodeljena številka. Okusi se imenujejo Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) in tako naprej. Kvarka gor je navzgor +1, medtem ko 0 nenavadnosti in navzdol.

Kakšna je razlika med Leptoni in kvarki?

Elektroni, mioni (µ), tau (Ƭ) in njihovi ustrezni nevtrini so znani kot družina leptonov, medtem ko so kvarki vrsta elementarnih delcev in temeljna sestavina snovi. Pri primerjavi obeh je ključna razlika med leptoni in kvarki v tem, da leptoni lahko v naravi obstajajo kot posamezni delci, medtem ko kvarki ne morejo.

Poleg tega imajo leptoni cela števila nabojev, kvarki pa delne naboje. Obstaja tudi razlika med leptoni in kvarki, če upoštevamo sile, katerim so lahko ti delci izpostavljeni. To je; leptoni so izpostavljeni šibki sili, gravitacijski sili in elektromagnetni sili, medtem ko so kvarki podvrženi močni sili, šibki sili, gravitacijski sili in elektromagnetni sili.

Povzetek - Leptons proti Quarks

Na kratko so kvarki in leptoni dve kategoriji osnovnih delcev. Ko jih vzamemo skupaj, so znani kot fermioni. Predvsem je ključna razlika med leptoni in kvarki v tem, da leptoni lahko v naravi obstajajo kot posamezni delci, medtem ko kvarki ne morejo.

Referenca:

1. "Lepton." Wikipedia, fundacija Wikimedia, 30. marca 2019, dostopno tukaj.

Vljudnost slik:

1. „Standardni model osnovnih delcev“ MissMJ - Lastno delo nalagalca, Tudi PBS NOVA [1], Fermilab, Urad za znanost, Ministrstvo za energijo Združenih držav Amerike, Skupina podatkov o delcih (Public Domain) prek Commons Wikimedia