Leptons vs Hadrons
Po více než tři sta let jsme pochopili, že hmota se skládá z atomů. Předpokládá se, že atomy jsou až do 20. století nedělitelné. Fyzik 20. století však zjistil, že atom lze rozbít na menší kousky a všechny atomy jsou vyrobeny z různých složení těchto částic. Ty jsou známé jako subatomární částice a jmenovitě proton, neutron a elektron.
Další výzkum odhaluje, že tyto částice (subatomární částice) mají také vnitřní strukturu a jsou vyrobeny z menších věcí. Tyto částice jsou známé jako elementární částice a leptony a kvarky jsou dvě hlavní kategorie elementárních částic. Kvarky jsou vázány dohromady a tvoří větší částicovou strukturu známou jako hadrony.
Leptons
Částice známé jako elektrony, miony (µ), tau (Ƭ) a jim odpovídající neutrina jsou známé jako skupina leptonů. Elektron, mion a tau mají náboj -1 a liší se od sebe pouze hmotností. Mion je třikrát hmotnější než elektron a tau je 3500krát hmotnější než elektron. Jejich odpovídající neutrina jsou neutrální a relativně nehmotná. Každá částice a kde je najít jsou shrnuty v následující tabulce.
| 1st Generace | 2nd Generace | 3rd Generace |
| Elektron (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
a) V atomech b) Vyrobeno v beta radioaktivitě |
a) Velká množství produkovaná v horních vrstvách atmosféry kosmickým zářením | Pozorováno pouze v laboratořích |
| Elektronové neutrino (νe) | Muonové neutrino (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
a) Beta radioaktivita b) Jaderné reaktory c) V jaderných reakcích ve hvězdách |
a) Vyrobeno v jaderných reaktorech b) Horní atmosférické kosmické záření |
Vytvářeno pouze v laboratořích |
Stabilita těchto těžších částic přímo souvisí s jejich hmotností. Masivní částice mají kratší poločas rozpadu než ty méně hmotné. Elektron je nejlehčí částice; proto je vesmír bohatý na elektrony, ale ostatní částice jsou vzácné. Pro generování mionů a částic tau je zapotřebí vysoká hladina energie a v současnosti ji lze vidět pouze v případech, kdy je vysoká hustota energie. Tyto částice lze vyrábět v urychlovačích částic. Leptony mezi sebou interagují elektromagnetickou interakcí a slabou jadernou interakcí.
Pro každou leptonovou částici existují anti-částice známé jako antileptony. Antileptony mají podobnou hmotnost a opačný náboj. Antičástice elektronu je známá jako pozitrony.
Hardrons
Další hlavní kategorie elementárních částic je známá jako kvarky. Jsou to up, down, podivné, top a bottom kvarky. Tyto kvarky mají zlomkový náboj. Kvarky mají také anti-částice známé jako antikvarky. Mají stejnou hmotnost, ale opačný náboj.
| Poplatek | 1st Generace | 2nd Generace | 3rd Generace |
| +2/3 |
Nahoru 0,33 |
Charm 1,58 |
Top 180 |
| -1/2 |
Dolů 0,33 |
Zvláštní 0,47 |
Spodní 4,58 |
N. B. hmotnosti částic zobrazené dole jsou v GeV/c2.
Tyto částice interagují silnou silou a vytvářejí větší částice známé jako hadrony a hadrony mají celočíselný náboj.
V zásadě se kvarky spojují se samotnými kvarky nebo s antikvarky a vytvářejí stabilní hadrony. Tři hlavní kategorie hadronů jsou baryony, antibaryony a mezony. Baryony se skládají ze tří kvarků (qqq) vázaných silnou silou a antibaryony jsou tři vázané antikvarky ([latex]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/latex]). Mezony jsou kvark a antikvark ([latex]q\bar{q}[/latex]) spárované dohromady.
Jaký je rozdíl mezi hadrony a leptony?
• Kvarky a leptony jsou dvě kategorie elementárních částic a dohromady, známé jako fermiony.
• Kvarky se spojují prostřednictvím silné jaderné interakce a vytvářejí hadrony; až dosud nebyly objeveny žádné vnitřní struktury leptonů, ale hadrony mají vnitřní strukturu. Leptony existují jako jednotlivé částice.
• Hadrony jsou hmotnější částice než leptony.
• Leptony interagují prostřednictvím elektromagnetické a slabé síly, zatímco kvarky interagují prostřednictvím silných interakcí.
