Ключовата разлика между лептоните и кварките е, че лептоните могат да съществуват като отделни частици в природата, докато кварките не могат.
До 20-ти век хората вярваха, че атомите са неделими, но физиците от 20-и век откриха, че атомът може да бъде разбит на по-малки парчета и всички атоми са съставени от различен състав. Затова ги наричаме субатомни частици: а именно протон, неутрон и електрон. Освен това изследванията разкриват, че субатомните частици също имат вътрешна структура и са направени от по-малки неща. По този начин тези частици са известни като елементарни частици, а лептоните и кварките са техните две основни категории.
Какво са Leptons?
Частиците, които наричаме електрони, мюони (µ), тау (Ƭ) и съответните им неутрино, са известни като семейство лептони. Освен това електронът, мюонът и тау имат заряд -1 и се различават един от друг само по масата. Това е; мюонът е три пъти по-масивен от електрона, а тау е 3500 пъти по-голям от електрона. Освен това съответните им неутрино са неутрални и относително безмасови. Следната таблица обобщава всяка частица и къде да ги намерите.
| 1st Поколение | 2nd Поколение | 3rd Поколение |
| Електрон (e) | Muon (µ) | тау (Ƭ) |
|
– В атоми – Произведено в бета радиоактивност |
– Големи количества, произведени в горните слоеве на атмосферата от космическата радиация | – Наблюдава се само в лаборатории |
| Електронно неутрино (νe) | Muon неутрино (νµ) | Тау неутрино (νƬ) |
|
– Бета радиоактивност – Ядрени реактори – В ядрени реакции в звездите |
– Произвежда се в ядрени реактори – Горна атмосферна космическа радиация |
– генерира се само в лаборатории |
Освен това, стабилността на тези по-тежки частици е пряко свързана с техните маси. Следователно масивните частици имат по-кратък полуживот от по-малко масивните. Електронът е най-леката частица; затова вселената изобилства от електрони, а другите частици са рядкост. За да генерираме мюони и тау частици, се нуждаем от високо ниво на енергия. В наши дни можем да ги видим само в случаите, когато има висока енергийна плътност. Освен това можем да произвеждаме тези частици в ускорители на частици. Освен това лептоните взаимодействат помежду си чрез електромагнитно взаимодействие и слабо ядрено взаимодействие. За всяка лептонна частица има античастици, които наричаме антилептони. И тези антилептони имат сходна маса и противоположен заряд. Например, анти-частицата на електроните са позитроните.
Какво са Quarks?
Кварк е другата основна категория елементарни частици. Можем да обобщим свойствата на частиците от семейството на кварките, както следва. (Масата на всяка частица е под самото име. Въпреки това, точността на тези числа е много спорна).
| Таксуване | 1st Поколение | 2nd Поколение | 3rd Поколение |
| +2/3 |
Нагоре 0,33 |
Чар 1,58 |
Най-горе 180 |
| -1/2 |
Надолу 0,33 |
Странно 0,47 |
Дъно 4,58 |
Кварките взаимодействат силно един с друг чрез силно ядрено взаимодействие, за да образуват комбинации от кварки. Тези комбинации са известни като адрони. Всъщност в момента в нашата вселена не съществуват изолирани кварки. Освен това е разумно да се каже, че всички кварки в тази вселена са под някаква форма на адрони. (Най-често срещаните и известни видове адрони са протони и неутрони).
Фигура 01: Стандартен модел на елементарни частици
Освен това кварките имат вътрешно свойство, известно като барионно число. Всички кварки имат барионно число 1/3, а антикварките имат барионно число -1/3. Освен това, при реакция, включваща елементарни частици, това свойство, известно като барионно число, се запазва.
Освен това кварките имат друго свойство, наречено вкус. Присвоява се номер, за да обозначи вкуса на частицата, известен като номер на вкуса. Ароматите се наричат Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) и така нататък. Горният кварк има увеличение от +1, докато 0 странност и спад.
Каква е разликата между лептони и кварки?
Електрони, мюони (µ), тау (Ƭ) и съответните им неутрино са известни като семейство лептони, докато кварките са вид елементарна частица и основна съставна част на материята. Когато сравняваме и двете, ключовата разлика между лептоните и кварките е, че лептоните могат да съществуват като отделни частици в природата, докато кварките не могат.
Освен това лептоните имат цели числа, докато кварките имат дробни заряди. Освен това има допълнителна разлика между лептоните и кварките, когато се вземат предвид силите, на които могат да бъдат подложени тези частици. Това е; лептоните са подложени на слаба сила, гравитационна сила и електромагнитна сила, докато кварките са подложени на силна сила, слаба сила, гравитационна сила и електромагнитна сила.
Резюме – Лептони срещу кварки
Накратко, кварките и лептоните са две категории елементарни частици. Когато се вземат заедно, те са известни като фермиони. Преди всичко ключовата разлика между лептоните и кварките е, че лептоните могат да съществуват като отделни частици в природата, докато кварките не могат.
