Leptons vs. Hadrons
Yli kolmesataa vuotta olemme ymmärtäneet, että asia koostuu atomista. Atomien ajatellaan olevan jakamattomia 1900-luvulle saakka. Mutta 1900-luvun fyysikko havaitsi, että atomi voidaan hajottaa pienemmiksi kappaleiksi ja että kaikki atomit on tehty näiden hiukkasten erilaisista koostumuksista. Näitä kutsutaan subatomisiksi hiukkasiksi ja nimittäin protoniksi, neutroneiksi ja elektroneiksi.
Jatkotutkimukset paljastavat, että näillä hiukkasilla (subatomisilla hiukkasilla) on myös sisäinen rakenne ja ne on tehty pienemmistä asioista. Nämä hiukkaset tunnetaan alkuainehiukkasina, ja Leptonien ja kvarkkien tiedetään olevan kaksi alkuainehiukkasten pääkategoriaa. Kvarkit sidotaan yhteen muodostamaan suurempi hiukkasrakenne, joka tunnetaan nimellä Hadronit.
leptonit
Hiukkaset, jotka tunnetaan elektronina, muonit (μ), tau (Ƭ) ja niitä vastaavat neutriinot tunnetaan leptonien perheenä. Elektronin, kuponin ja tau: n varaus on -1, ja ne eroavat toisistaan vain massasta. Muoni on kolme kertaa massiivisempi kuin elektroni, ja tau on 3500 kertaa massiivisempi kuin elektroni. Niitä vastaavat neutriinot ovat neutraaleja ja suhteellisen massattömiä. Jokaisesta hiukkasesta ja mistä ne löytyvät, on yhteenveto seuraavassa taulukossa.
1st sukupolvi | 2ND sukupolvi | 3rd sukupolvi |
Elektroni (e) | Muoni (µ) | Tau (Ƭ) |
a) Atomeissa b) Valmistettu beetaradioaktiivisuudessa | a) Kosmisen säteilyn aiheuttamat suuret määrät yläilmakehässä | Havaittu vain laboratorioissa |
Elektronineutriino (νe) | Muon neutriino (νμ) | Tau neutrino (νƬ) |
a) Beeta-radioaktiivisuus b) Ydinreaktorit c) Tähtien ydinreaktioissa | a) Valmistettu ydinreaktoreissa b) Ylemmän ilmakehän kosminen säteily | Tuotettu vain laboratorioissa |
Näiden raskaampien hiukkasten stabiilisuus liittyy suoraan niiden massoihin. Massiivisilla hiukkasilla on lyhyempi puoliintumisaika kuin vähemmän massiivisilla. Elektroni on kevyin hiukkanen; siksi maailmankaikkeus on runsas elektronien kanssa, mutta muut hiukkaset ovat harvinaisia. Kuonien ja tau-hiukkasten tuottamiseksi tarvitaan korkeaa energiatasoa, ja nykyään se voidaan nähdä vain tapauksissa, joissa on suuri energiatiheys. Nämä hiukkaset voidaan tuottaa hiukkaskiihdyttimissä. Leptonit ovat vuorovaikutuksessa keskenään sähkömagneettisen vuorovaikutuksen ja heikon ydinvuorovaikutuksen avulla.
Jokaisessa leptonihiukkasessa on antihiukkasia, jotka tunnetaan antileptoneina. Anti-leptoneilla on samanlainen massa ja vastakkainen varaus. Elektronin antihiukkaset tunnetaan positroneina.
Hardrons
Alkuhiukkasten toinen pääkategoria tunnetaan kvarkeina. Ne ovat ylös, alas, outoja, ylä- ja alakorkoja. Nämä kvarkit ovat jaksollisia. Kvarkeissa on myös antihiukkasia, joita kutsutaan antikvarkeiksi. Heillä on sama massa, mutta vastakkainen varaus.
Charge | 1st sukupolvi | 2ND sukupolvi | 3rd sukupolvi |
+2/3 | ylös 0,33 | Viehätys 1,58 | ylin 180 |
-1/2 | Alas 0,33 | Outo 0,47 | pohja 4,58 |
HUOM. hiukkasmassat alhaalla ovat GeV / c2.
Nämä hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa voimakkaan voiman avulla muodostaen suurempia hiukkasia, joita kutsutaan hadroneiksi ja hadroneilla on kokonaislukuvaraus.
Periaatteessa kvarkit yhdistyvät itse kvarkkien tai antikvarkkien kanssa muodostaen vakaita hadroneja. Kolme pääryhmää hadroneja ovat baryonit, antaryaryonit ja mesonit. Baryonit koostuvat kolmesta kvarkista (qqq), jotka on sidottu voimakkaalla voimalla, ja vasta-aronit ovat kolme antikvarkkia () sidottu. Mesonit ovat kvarkin ja antiikin () pariksi toisiinsa.
Mikä on ero Hadronien ja Leptonien välillä??
• Kvarkit ja leptonit koostuvat kahdesta ryhmästä alkuainehiukkasista, joita kutsutaan fermioneiksi.
• Kvarkit yhdistyvät voimakkaan ydinvoiman välityksellä hadronien muodostamiseksi; toistaiseksi ei ole havaittu sisäisiä leptonien rakenteita, mutta hadronilla on sisäinen rakenne. Leptonit ovat yksittäisiä hiukkasia.
• Hadronit ovat massiivisempia hiukkasia verrattuna leptoneihin.
• Leptonit ovat vuorovaikutuksessa sähkömagneettisen ja heikon voiman kautta, kun taas kvarkit ovat vuorovaikutuksessa voimakkaiden vuorovaikutusten kautta.