Kľúčový rozdiel medzi leptónmi a kvarkami je v tom, že leptóny môžu v prírode existovať ako jednotlivé častice, zatiaľ čo kvarky nie.
Až do 20. storočia ľudia verili, že atómy sú nedeliteľné, ale fyzici 20. storočia zistili, že atóm sa dá rozbiť na menšie kúsky a všetky atómy sa skladajú z rôzneho zloženia. Preto ich nazývame subatomárne častice: konkrétne protón, neutrón a elektrón. Okrem toho výskumy ukazujú, že subatomárne častice majú tiež vnútornú štruktúru a sú vyrobené z menších vecí. Tieto častice sú teda známe ako elementárne častice a leptóny a kvarky sú ich dve hlavné kategórie.
Čo sú leptóny?
Častice, ktoré nazývame elektróny, mióny (µ), tau (Ƭ) a im zodpovedajúce neutrína, sú známe ako skupina leptónov. Okrem toho elektrón, mión a tau majú náboj -1 a líšia sa od seba iba hmotnosťou. To znamená; mión je trikrát hmotnejší ako elektrón a tau je 3500-krát väčší ako elektrón. Navyše, ich zodpovedajúce neutrína sú neutrálne a relatívne bez hmotnosti. Nasledujúca tabuľka sumarizuje každú časticu a kde ich nájsť.
| 1st Generácia | 2nd Generácia | 3rd Generácia |
| Elektrón (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
– v atómoch – Vyrobené v beta rádioaktivite |
– Veľké množstvá produkované v hornej atmosfére kozmickým žiarením | – Pozorované iba v laboratóriách |
| Elektrónové neutríno (νe) | Muónové neutríno (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
– beta rádioaktivita – Jadrové reaktory – Pri jadrových reakciách vo hviezdach |
– Vyrobené v jadrových reaktoroch – Horné atmosférické kozmické žiarenie |
– generované iba v laboratóriách |
Okrem toho stabilita týchto ťažších častíc priamo súvisí s ich hmotnosťou. Preto majú masívne častice kratší polčas rozpadu ako tie menej hmotné. Elektrón je najľahšia častica; preto je vesmír bohatý na elektróny a ostatné častice sú zriedkavé. Na generovanie miónov a častíc tau potrebujeme vysokú úroveň energie. V súčasnosti ich môžeme vidieť iba v prípadoch, kde je vysoká hustota energie. Okrem toho môžeme tieto častice vyrábať v urýchľovačoch častíc. Okrem toho sa leptóny navzájom ovplyvňujú elektromagnetickou interakciou a slabou jadrovou interakciou. Pre každú leptónovú časticu existujú antičastice, ktoré nazývame antileptóny. A tieto antileptóny majú podobnú hmotnosť a opačný náboj. Napríklad antičastica elektrónov sú pozitróny.
Čo sú kvarky?
Kvark je ďalšou hlavnou kategóriou elementárnych častíc. Vlastnosti častíc v rodine kvarkov môžeme zhrnúť nasledovne. (Hmotnosť každej častice je pod samotným názvom. Presnosť týchto čísel je však veľmi diskutabilná).
| Poplatok | 1st Generácia | 2nd Generácia | 3rd Generácia |
| +2/3 |
Hore 0,33 |
Charm 1,58 |
Top 180 |
| -1/2 |
Dole 0,33 |
Zvláštne 0,47 |
Spodok 4,58 |
Kvarky navzájom silne interagujú prostredníctvom silnej jadrovej interakcie a vytvárajú kombinácie kvarkov. Tieto kombinácie sú známe ako hadróny. V skutočnosti izolované kvarky v súčasnosti v našom vesmíre neexistujú. Navyše je rozumné povedať, že všetky kvarky v tomto vesmíre sú v nejakej forme hadrónov. (Najbežnejšie a známe typy hadrónov sú protóny a neutróny).
Obrázok 01: Štandardný model elementárnych častíc
Okrem toho, kvarky majú vnútornú vlastnosť známu ako baryónové číslo. Všetky kvarky majú baryónové číslo 1/3 a antikvarky majú baryónové číslo -1/3. Okrem toho sa pri reakcii s elementárnymi časticami zachováva táto vlastnosť známa ako baryónové číslo.
Kvarky majú navyše ďalšiu vlastnosť, ktorá sa nazýva chuť. Číslo je priradené na označenie chuti častice známej ako číslo chuti. Príchute sú označované ako Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) a tak ďalej. Up kvark má upness +1, zatiaľ čo 0 podivnosť a downness.
Aký je rozdiel medzi leptónmi a kvarkami?
Elektróny, mióny (µ), tau (Ƭ) a im zodpovedajúce neutrína sú známe ako skupina leptónov, zatiaľ čo kvarky sú typom elementárnej častice a základnou zložkou hmoty. Pri porovnaní oboch je kľúčový rozdiel medzi leptónmi a kvarkami v tom, že leptóny môžu v prírode existovať ako jednotlivé častice, zatiaľ čo kvarky nie.
Leptóny majú navyše celočíselné náboje, zatiaľ čo kvarky majú zlomkové náboje. Existuje tiež ďalší rozdiel medzi leptónmi a kvarkami, pokiaľ ide o sily, ktorým môžu byť tieto častice vystavené. To znamená; leptóny sú vystavené slabej sile, gravitačnej sile a elektromagnetickej sile, zatiaľ čo kvarky sú vystavené silnej sile, slabej sile, gravitačnej sile a elektromagnetickej sile.
Zhrnutie – Leptóny vs kvarky
V skratke, kvarky a leptóny sú dve kategórie elementárnych častíc. Keď sa berú spolu, sú známe ako fermióny. Kľúčový rozdiel medzi leptónmi a kvarkami je predovšetkým v tom, že leptóny môžu v prírode existovať ako jednotlivé častice, zatiaľ čo kvarky nie.
