Разница между лептонами и кварками

ключевое отличие между лептонами и кварками в том, что лептоны могут существовать как отдельные частицы в природе, тогда как кварки не могут.

До 20-го века люди считали, что атомы неделимы, но физики 20-го века обнаружили, что атом можно разбить на более мелкие части, и все атомы состоят из разных составов. Поэтому мы называем их субатомными частицами, а именно протоном, нейтроном и электроном. Кроме того, исследования показывают, что субатомные частицы также имеют внутреннюю структуру и сделаны из более мелких вещей. Таким образом, эти частицы известны как элементарные частицы, а лептоны и кварки являются их двумя основными категориями..

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое лептоны 
3. Что такое кварки
4. Сравнение бок о бок - лептоны и кварки в табличной форме
5. Резюме

Какие лептоны?

Частицы, которые мы называем электронами, мюонами (µ), тау (Ƭ) и соответствующими им нейтрино, известны как семейство лептонов. Кроме того, электрон, мюон и тау имеют заряд -1, и они отличаются друг от друга только массой. То есть; мюон в три раза массивнее электрона, а тау в 3500 раз больше электрона. Более того, их соответствующие нейтрино являются нейтральными и относительно безмассовыми. Следующая таблица суммирует каждую частицу и где их найти.

1улица поколение	2й поколение	3й поколение
Электрон (е)	Мюон (µ)	Тау (Ƭ)
- В атомах - Произведено в бета-радиоактивности	- Большие количества производятся в верхних слоях атмосферы космическим излучением	- Наблюдается только в лабораториях
Электронное нейтрино (νе)	Мюонное нейтрино (νμ)	Тау нейтрино (νƭ)
- Бета радиоактивность - Ядерные реакторы - В ядерных реакциях в звездах	- Производится в ядерных реакторах - Верхнее атмосферное космическое излучение	- Генерируется только в лабораториях

Кроме того, стабильность этих более тяжелых частиц напрямую связана с их массами. Следовательно, у массивных частиц период полураспада короче, чем у менее массивных. Электрон - самая легкая частица; Вот почему во Вселенной много электронов, а другие частицы встречаются редко. Чтобы генерировать мюоны и частицы тау, нам нужен высокий уровень энергии. В настоящее время мы можем видеть их только в тех случаях, когда существует высокая плотность энергии. Кроме того, мы можем производить эти частицы в ускорителях частиц. Кроме того, лептоны взаимодействуют друг с другом электромагнитным взаимодействием и слабым ядерным взаимодействием. Для каждой лептонной частицы существуют античастицы, которые мы называем антилептонами. И эти анти-лептоны имеют одинаковую массу и противоположный заряд. Например, античастица электронов - это позитроны.

Что такое кварки?

Кварк - другая основная категория элементарных частиц. Мы можем суммировать свойства частиц в семействе кварков следующим образом. (Масса каждой частицы ниже самого названия. Однако точность этих чисел весьма спорна).

Заряжать	1улица поколение	2й поколение	3й поколение
+2/3	вверх 0,33	очарование 1,58	верхний 180
-1/2	вниз 0,33	Странный 0,47	Дно 4,58

Кварки сильно взаимодействуют друг с другом посредством сильного ядерного взаимодействия, образуя комбинации кварков. Эти комбинации известны как адроны. На самом деле, изолированные кварки не существуют в нашей вселенной в настоящее время. Более того, разумно сказать, что все кварки в этой вселенной находятся в той или иной форме адронов. (Наиболее распространенными и известными типами адронов являются протоны и нейтроны).

Рисунок 01: Стандартная модель элементарных частиц

Кроме того, кварки имеют внутреннее свойство, известное как барионное число. Все кварки имеют барионное число 1/3, а анти кварки имеют барионное число -1/3. Кроме того, в реакции с участием элементарных частиц это свойство, известное как барионное число, сохраняется.

Кроме того, у кварков есть еще одно свойство, называемое вкусом. Число назначается для обозначения аромата частицы, известного как номер аромата. Ароматы упоминаются как Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) и так далее. Восходящий кварк имеет upness +1, в то время как 0 странность и Downness.

В чем разница между лептонами и кварками?

Электроны, мюоны (µ), тау (Ƭ) и соответствующие им нейтрино известны как семейство лептонов, в то время как кварки являются типом элементарной частицы и фундаментальной составляющей материи. При сравнении обоих, ключевое различие между лептонами и кварками заключается в том, что лептоны могут существовать в природе как отдельные частицы, тогда как кварки не могут существовать..

Кроме того, лептоны имеют целочисленные заряды, а кварки - дробные. Кроме того, существует дополнительная разница между лептонами и кварками при рассмотрении сил, которым могут подвергаться эти частицы. То есть; лептоны подвергаются воздействию слабой силы, гравитационной силы и электромагнитной силы, тогда как кварки подвергаются сильной силе, слабой силе, гравитационной силе и электромагнитной силе.

Основная информация - Лептон против Кваркса

Вкратце, кварки и лептоны - это две категории элементарных частиц. В совокупности они известны как фермионы. Прежде всего, ключевое различие между лептонами и кварками заключается в том, что лептоны могут существовать в природе как отдельные частицы, тогда как кварки не могут существовать..

Ссылка:

1. «Лептон» Википедия, Фонд Викимедиа, 30 марта 2019 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Стандартная модель элементарных частиц». Автор MissMJ - собственная работа автора, также, PBS NOVA [1], Fermilab, Министерство науки, Министерство энергетики США, Группа данных частиц (Public Domain) через Commons Wikimedia