Leptons vs Hadrons
Det har vært vår forståelse i over tre hundre år at materie består av atomer. Atomer antas å være udelelige frem til det 20. århundre. Men fysikeren fra 1900-tallet oppdaget at atomet kan brytes i mindre biter, og alle atomene er laget av forskjellige sammensetninger av disse partiklene. Disse er kjent som subatomære partikler og nemlig protonet, nøytronet og elektronet.
Ytterligere undersøkelser viser at disse partiklene (subatomære partiklene) også har indre struktur, og er laget av mindre ting. Disse partiklene er kjent som elementærpartikler, og leptoner og kvarker er kjent for å være to hovedkategorier av elementærpartikler. Kvarker er bundet sammen for å danne en større partikkelstruktur kjent som Hadrons.
Leptons
Partikler kjent som elektroner, myoner (µ), tau (Ƭ) og deres tilsvarende nøytrinoer er kjent som leptonfamilien. Elektron, myon og tau har en ladning på -1, og de skiller seg bare fra hverandre fra massen. Myonet er tre ganger mer massivt enn elektronet, og tau er 3500 ganger mer massivt enn elektronet. Deres tilsvarende nøytrinoer er nøytrale og relativt masseløse. Hver partikkel og hvor du finner dem er oppsummert i følgende tabell.
| 1st Generation | 2nd Generation | 3rd Generation |
| Electron (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
a) I atomer b) Produsert i betaradioaktivitet |
a) Store mengder produsert i den øvre atmosfæren av kosmisk stråling | Bare observert i laboratorier |
| Electron neutrino (νe) | Muon-nøytrino (νµ) | Tau nøytrino (νƬ) |
|
a) Beta-radioaktivitet b) Atomreaktorer c) I kjernefysiske reaksjoner i stjernene |
a) Produsert i atomreaktorer b) Øvre atmosfærisk kosmisk stråling |
Bare generert i laboratorier |
Stabiliteten til disse tyngre partiklene er direkte relatert til massene deres. Massive partikler har kortere halveringstid enn de mindre massive. Elektronet er den letteste partikkelen; det er derfor universet er rikelig med elektroner, men de andre partiklene er sjeldne. For å generere myoner og tau-partikler er det nødvendig med et høyt energinivå og kan i dag bare sees i tilfeller der det er høy energitetthet. Disse partiklene kan produseres i partikkelakseleratorer. Leptoner samhandler med hverandre ved elektromagnetisk interaksjon og svak kjernefysisk interaksjon.
For hver leptonpartikkel er det antipartikler kjent som antileptoner. Anti-leptoner har lignende masse og motsatt ladning. Antipartikkelen til elektronet er kjent som positroner.
Hardrons
Den andre hovedkategorien av elementærpartiklene er kjent som kvarker. De er opp-, ned-, merkelige, topp- og bunnkvarker. Disse kvarkene har brøkladninger. Kvarker har også anti-partikler kjent som anti-kvarker. De har samme masse, men motsatt ladning.
| Charge | 1st Generation | 2nd Generation | 3rd Generation |
| +2/3 |
Opp 0,33 |
Charm 1.58 |
Topp 180 |
| -1/2 |
Ned 0,33 |
Strange 0,47 |
Bund 4.58 |
N. B. partikkelmasser vist i bunnen er i GeV/c2.
Disse partiklene samhandler gjennom sterk kraft for å danne større partikler kjent som hadroner og hadroner har heltallsladning.
I utgangspunktet kombineres kvarker med kvarker i seg selv eller med antikvarker, for å danne stabile hadroner. Tre hovedkategorier av hadroner er baryoner, antibaryoner og mesoner. Baryoner består av tre kvarker (qqq) bundet med sterk kraft, og antibaryoner er tre anti-kvarker ([latex]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/latex]) bundet. Mesoner er kvark og antikvark ([latex]q\bar{q}[/latex]) paret sammen.
Hva er forskjellen mellom hadroner og leptoner?
• Kvarker og leptoner er to kategorier av elementærpartiklene og tatt sammen, kjent som fermioner.
• Kvarkene kombineres gjennom sterk kjernefysisk interaksjon for å danne hadroner; til nå er ingen indre strukturer av leptoner oppdaget, men Hadroner har indre struktur. Leptoner eksisterer som individuelle partikler.
• Hadroner er mer massive partikler sammenlignet med leptoner.
• Leptoner samhandler gjennom elektromagnetisk og svak kraft, mens kvarker samhandler gjennom sterke interaksjoner.
