Η βασική διαφορά μεταξύ των λεπτονίων και των κουάρκ είναι ότι τα λεπτόνια μπορούν να υπάρχουν ως μεμονωμένα σωματίδια στη φύση ενώ τα κουάρκ όχι.
Μέχρι τον 20ο αιώνα, οι άνθρωποι πίστευαν ότι τα άτομα είναι αδιαίρετα, αλλά οι φυσικοί του 20ου αιώνα ανακάλυψαν ότι το άτομο μπορεί να σπάσει σε μικρότερα κομμάτια και όλα τα άτομα αποτελούνται από διαφορετικές συνθέσεις. Επομένως, τα ονομάζουμε υποατομικά σωματίδια: δηλαδή το πρωτόνιο, το νετρόνιο και το ηλεκτρόνιο. Επιπλέον, οι έρευνες αποκαλύπτουν ότι τα υποατομικά σωματίδια έχουν επίσης εσωτερική δομή και αποτελούνται από μικρότερα πράγματα. Έτσι, αυτά τα σωματίδια είναι γνωστά ως στοιχειώδη σωματίδια και τα Λεπτόνια και τα Κουάρκ είναι οι δύο κύριες κατηγορίες τους.
Τι είναι τα Leptons;
Τα σωματίδια που ονομάζουμε ηλεκτρόνια, μιόνια (μ), ταυ (Ƭ) και τα αντίστοιχα νετρίνα τους είναι γνωστά ως οικογένεια των λεπτονίων. Επιπλέον, το ηλεκτρόνιο, το μιόνιο και το ταυ έχουν φορτίο -1 και διαφέρουν μεταξύ τους μόνο από τη μάζα. Αυτό είναι; το μιόνιο έχει τρεις φορές μεγαλύτερη μάζα από το ηλεκτρόνιο και το tau είναι 3500 φορές μεγαλύτερο από το ηλεκτρόνιο. Επιπλέον, τα αντίστοιχα νετρίνα τους είναι ουδέτερα και σχετικά χωρίς μάζα. Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει κάθε σωματίδιο και πού μπορείτε να τα βρείτε.
| 1st Γενιά | 2η Γενιά | 3η Γενιά |
| Ηλεκτρόνιο (ε) | Muon (μ) | Tau (Ƭ) |
|
– Σε άτομα – Παράγεται σε βήτα ραδιενέργεια |
– Μεγάλοι αριθμοί παράγονται στην ανώτερη ατμόσφαιρα από την κοσμική ακτινοβολία | – Παρατηρήθηκε μόνο σε εργαστήρια |
| Νετρίνο ηλεκτρονίων (νe) | Νετρίνο Muon (νµ) | Tau νετρίνο (νƬ) |
|
– Βήτα ραδιενέργεια – Πυρηνικοί αντιδραστήρες – Σε πυρηνικές αντιδράσεις στα αστέρια |
– Παράγεται σε πυρηνικούς αντιδραστήρες – Ανώτερη ατμοσφαιρική κοσμική ακτινοβολία |
– Δημιουργείται μόνο σε εργαστήρια |
Εξάλλου, η σταθερότητα αυτών των βαρύτερων σωματιδίων σχετίζεται άμεσα με τις μάζες τους. Επομένως, τα σωματίδια με μάζα έχουν μικρότερο χρόνο ημιζωής από τα μικρότερης μάζας. Το ηλεκτρόνιο είναι το ελαφρύτερο σωματίδιο. γι' αυτό το σύμπαν είναι άφθονο με ηλεκτρόνια και τα άλλα σωματίδια είναι σπάνια. Για να δημιουργήσουμε μιόνια και σωματίδια ταυ, χρειαζόμαστε υψηλό επίπεδο ενέργειας. Στη σημερινή εποχή, μπορούμε να τα δούμε μόνο σε περιπτώσεις όπου υπάρχει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Επιπλέον, μπορούμε να παράγουμε αυτά τα σωματίδια σε επιταχυντές σωματιδίων. Επιπλέον, τα λεπτόνια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση και ασθενή πυρηνική αλληλεπίδραση. Για κάθε σωματίδιο λεπτονίου, υπάρχουν αντισωματίδια που ονομάζουμε αντιλεπτόνια. Και, αυτά τα αντιλεπτόνια έχουν παρόμοια μάζα και αντίθετο φορτίο. Για παράδειγμα, τα αντισωματίδια των ηλεκτρονίων είναι ποζιτρόνια.
Τι είναι τα Κουάρκ;
Το κουάρκ είναι η άλλη κύρια κατηγορία στοιχειωδών σωματιδίων. Μπορούμε να συνοψίσουμε τις ιδιότητες των σωματιδίων στην οικογένεια των κουάρκ ως εξής. (Η μάζα κάθε σωματιδίου είναι κάτω από το ίδιο το όνομα. Ωστόσο, η ακρίβεια αυτών των αριθμών είναι πολύ αμφισβητήσιμη).
| Χρέωση | 1st Γενιά | 2η Γενιά | 3η Γενιά |
| +2/3 |
Πάνω 0,33 |
Γούρι 1,58 |
Κορυφαία 180 |
| -1/2 |
Κάτω 0,33 |
Παράξενο 0,47 |
Κάτω 4,58 |
Τα κουάρκ αλληλεπιδρούν έντονα μεταξύ τους με ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση για να σχηματίσουν συνδυασμούς κουάρκ. Αυτοί οι συνδυασμοί είναι γνωστοί ως αδρόνια. Στην πραγματικότητα, μεμονωμένα κουάρκ δεν υπάρχουν στο σύμπαν μας προς το παρόν. Επιπλέον, είναι λογικό να πούμε ότι όλα τα κουάρκ σε αυτό το σύμπαν είναι σε κάποια μορφή αδρονίων. (Οι πιο συνηθισμένοι και γνωστοί τύποι αδρονίων είναι τα πρωτόνια και τα νετρόνια).
Εικόνα 01: Τυπικό μοντέλο στοιχειωδών σωματιδίων
Εξάλλου, τα κουάρκ έχουν μια εσωτερική ιδιότητα γνωστή ως αριθμός βαρυονίου. Όλα τα κουάρκ έχουν αριθμό βαρυονίου 1/3 και τα αντι-κουάρκ έχουν αριθμό βαρυονίων -1/3. Επιπλέον, σε μια αντίδραση που περιλαμβάνει στοιχειώδη σωματίδια, αυτή η ιδιότητα που είναι γνωστή ως αριθμός βαρυονίου διατηρείται.
Επιπλέον, τα κουάρκ έχουν μια άλλη ιδιότητα που ονομάζεται γεύση. Εκχωρείται ένας αριθμός για να δηλώσει τη γεύση του σωματιδίου που είναι γνωστός ως αριθμός γεύσης. Οι γεύσεις αναφέρονται ως Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) και ούτω καθεξής. Το επάνω κουάρκ έχει ανοδικό +1 ενώ 0 παράξενο και Downness.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Λεπτονίων και Κουάρκ;
Τα ηλεκτρόνια, τα μιόνια (μ), τα ταυ (Ƭ) και τα αντίστοιχα νετρίνα τους είναι γνωστά ως οικογένεια των λεπτονίων ενώ τα κουάρκ είναι ένας τύπος στοιχειώδους σωματιδίου και θεμελιώδες συστατικό της ύλης. Όταν συγκρίνουμε και τα δύο, η βασική διαφορά μεταξύ των λεπτονίων και των κουάρκ είναι ότι τα λεπτόνια μπορούν να υπάρχουν ως μεμονωμένα σωματίδια στη φύση ενώ τα κουάρκ όχι.
Επιπλέον, τα λεπτόνια έχουν ακέραια φορτία ενώ τα κουάρκ έχουν κλασματικά φορτία. Επίσης, υπάρχει μια περαιτέρω διαφορά μεταξύ των λεπτονίων και των κουάρκ όταν ληφθούν υπόψη οι δυνάμεις στις οποίες μπορούν να υποβληθούν αυτά τα σωματίδια. Αυτό είναι; τα λεπτόνια υπόκεινται σε ασθενή δύναμη, βαρυτική δύναμη και ηλεκτρομαγνητική δύναμη, ενώ τα κουάρκ υπόκεινται σε ισχυρή δύναμη, ασθενή δύναμη, βαρυτική δύναμη και ηλεκτρομαγνητική δύναμη.
Σύνοψη – Λεπτόνια εναντίον Κουάρκς
Συνοπτικά, τα κουάρκ και τα λεπτόνια είναι δύο κατηγορίες στοιχειωδών σωματιδίων. Όταν λαμβάνονται μαζί, είναι γνωστά ως φερμιόνια. Πάνω απ 'όλα, η βασική διαφορά μεταξύ των λεπτονίων και των κουάρκ είναι ότι τα λεπτόνια μπορούν να υπάρχουν ως μεμονωμένα σωματίδια στη φύση ενώ τα κουάρκ όχι.
