Különbség a leptonok és a kvarkok között

Az kulcs különbség a leptonok és kvarkok között ez a leptonok különálló részecskékként létezhetnek a természetben, míg a kvarkok nem.

A 20. századig az emberek úgy gondolták, hogy az atomok oszthatatlanok, de a 20. századi fizikusok felfedezték, hogy az atom kisebb részekre bontható és az atomok különböző összetételűek. Ezért szubatomi részecskéknek nevezzük őket, nevezetesen protonnak, neutronnak és elektronnak. Ezenkívül a vizsgálatok azt mutatják, hogy a szubatomi részecskék belső felépítésűek és kisebb dolgokból készülnek. Így ezeket a részecskéket elemi részecskékként ismertek, és a két fő kategóriát a Leptonok és a Kvarkok képezik.

TARTALOMJEGYZÉK

1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mik a Leptonok? 
3. Mik a kvarkok?
4. Side by side összehasonlítás - Leptons vs Quarks táblázatos formában
5. Összegzés

Mik a Leptonok??

Azokat a részecskéket, amelyeket elektronoknak, müonoknak (µ), tau (Ƭ) és ezeknek megfelelő neutrinóinak nevezzük, a leptonok családja nevezzük. Ezenkívül az elektron, a muon és a tau töltése -1, és csak a tömegtől különböznek egymástól. Vagyis; a muon háromszor hatalmasabb, mint az elektron, és a tau 3500-szor nagyobb, mint az elektron. Sőt, megfelelő neutrinóik semlegesek és viszonylag tömegek. Az alábbi táblázat összefoglalja az egyes részecskéket és hol található meg.

1utca Generáció	2nd Generáció	3rd Generáció
Elektron (e)	Muon (µ)	Tau (Ƭ)
- Atomokban - Termelt béta radioaktivitásban	- Nagyon sok a kozmikus sugárzás által előállított atmoszférában	- Csak laboratóriumokban megfigyelhető
Elektronneutrino (νe)	Muon neutrino (νμ)	Tau neutrino (νƬ)
- Béta radioaktivitás - Atomreaktorok - A csillagok nukleáris reakcióiban	- Atomreaktorokban előállítva - Felső légköri kozmikus sugárzás	- Csak laboratóriumokban generálják

Ezen túlmenően, a nehezebb részecskék stabilitása közvetlenül kapcsolódik tömegükhöz. Ezért a hatalmas részecskék rövidebb felezési idejűek, mint a kevésbé masszív részecskék. Az elektron a legkönnyebb részecske; ezért az univerzumban gazdag elektronok, és a többi részecske ritka. Muonok és tau-részecskék előállításához magas szintű energia szükséges. A mai napban csak akkor láthatjuk őket, ahol nagy az energia sűrűsége. Ezen felül ezeket a részecskéket részecskegyorsítókban is előállíthatjuk. Ezenkívül a leptonok elektromágneses kölcsönhatás és gyenge atommag kölcsönhatás révén kölcsönhatásba lépnek egymással. Mindegyik lepton-részecskéhez vannak olyan anti-részecskék, amelyeket antileptonoknak nevezünk. És ezeknek az anti-leptonoknak hasonló tömege és ellenkező töltése van. Például az elektronok anti-részecskéje pozitron.

Mik a kvarkok??

Az elemi részecskék másik fő kategóriája a Quark. A kvarccsalád részecskéinek tulajdonságait az alábbiakban foglalhatjuk össze. (Az egyes részecskék tömege maga a név alatt van. Ezen számok pontossága azonban nagyon vitatható).

Díj	1utca Generáció	2nd Generáció	3rd Generáció
+2/3	Fel 0,33	Báj 1.58	felső 180
-1/2	Le 0,33	Furcsa 0,47	Alsó 4,58

A kvarkok erősen kölcsönhatásba lépnek egymással az erőteljes nukleáris kölcsönhatások révén kvarkok kombinációinak kialakításához. Ezeket a kombinációkat hadronoknak nevezik. Valójában az univerzumunkban jelenleg nem léteznek izolált kvarkok. Ezenkívül ésszerű azt mondani, hogy ezen a világegyetemben minden kvark valamilyen formában hadronok. (A hadronok leggyakoribb és ismert típusai a protonok és a neutronok).

01. ábra: Az elemi részecskék standard modellje

Ezen túlmenően a kvarkoknak van egy belső tulajdonsága, amelyet baryon számnak hívnak. Az összes kvarkok baryonszáma 1/3, az antikvarkok baryonszáma -1/3. Ezenkívül egy elemi részecskéket érintő reakcióban ez a tulajdonság, mint a baryonszám, megmarad.

Sőt, a kvarkoknak van egy másik tulajdonsága, az úgynevezett aroma. Egy számot kapnak, amely a részecske aromájának nevezett aromát jelöli. Az ízeket Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) és így tovább nevezik. A kvarc +1-es feszességű, míg 0 furcsa és lefelé mutató.

Mi a különbség a leptonok és a kvarkok között??

Az elektronokat, muonokat (μ), tau (Ƭ) és hozzájuk tartozó neutrinókat leptonok családjának nevezik, míg a kvarkok egy elemi részecske és az anyag alapvető alkotóeleme. Mindkettő összehasonlításakor a leptonok és a kvarkok közötti fő különbség az, hogy a leptonok különálló részecskékként létezhetnek a természetben, míg a kvarkok nem képesek.

Sőt, a leptonok egész számú töltéssel rendelkeznek, míg a kvarkok frakcionált töltésekkel rendelkeznek. Ezenkívül van még egy különbség a leptonok és a kvarkok között, amikor figyelembe vesszük azokat az erőket, amelyekre ezek a részecskék ki vannak téve. Vagyis; a leptoneket gyenge erőnek, gravitációs erőnek és elektromágneses erőnek vetik alá, míg a kvarkokat erős erőnek, gyenge erőnek, gravitációs erőnek és elektromágneses erőnek vetik alá.

Összegzés - Leptons vs Quarks

Röviden: a kvarkok és a leptonok az elemi részecskék két kategóriája. Együtt őket fermionoknak nevezik. Mindenekelőtt a leptonok és a kvarkok közötti legfontosabb különbség az, hogy a leptonok különálló részecskékként létezhetnek a természetben, míg a kvarkok nem képesek.

Referencia:

1. „Lepton”. Wikipedia, Wikimedia Alapítvány, 2019. március 30., elérhető itt.

Kép jóvoltából:

1. MissMJ „Elemi részecskék standard modellje” - Feltöltő saját munkája, szintén a PBS NOVA [1], Fermilab, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Tudományos Irodája, Részecske-adatcsoport (Public Domain) a Commons Wikimedia-n keresztül