Ključna razlika med leptoni in kvarki je, da leptoni lahko obstajajo kot posamezni delci v naravi, medtem ko kvarki ne morejo.
Do 20. stoletja so ljudje verjeli, da so atomi nedeljivi, vendar so fiziki 20. stoletja odkrili, da je atom mogoče razbiti na manjše koščke in da so vsi atomi sestavljeni iz različnih sestav. Zato jih imenujemo subatomski delci: proton, nevtron in elektron. Poleg tega raziskave razkrivajo, da imajo subatomski delci tudi notranjo strukturo in so sestavljeni iz manjših stvari. Tako so ti delci znani kot osnovni delci, leptoni in kvarki pa sta njihovi glavni kategoriji.
Kaj so leptoni?
Delci, ki jih imenujemo elektroni, mioni (µ), tau (Ƭ) in njihovi ustrezni nevtrini, so znani kot družina leptonov. Poleg tega imajo elektron, mion in tau naboj -1, med seboj pa se razlikujejo le po masi. To je; mion je trikrat večji od elektrona, tau pa je 3500-krat večji od elektrona. Poleg tega so njihovi ustrezni nevtrini nevtralni in relativno brezmasni. Naslednja tabela povzema vse delce in kje jih najti.
| 1st Generation | 2nd Generation | 3rd Generation |
| Electron (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
– v atomih – Proizvedeno v beta radioaktivnosti |
– Velika števila, proizvedena v zgornji atmosferi zaradi kozmičnega sevanja | – Opazovano samo v laboratorijih |
| Elektronski nevtrino (νe) | Muonski nevtrino (νµ) | Tau nevtrino (νƬ) |
|
– Beta radioaktivnost – Jedrski reaktorji – Pri jedrskih reakcijah v zvezdah |
– Proizvedeno v jedrskih reaktorjih – Kozmično sevanje v zgornjem delu atmosfere |
– Ustvarjeno samo v laboratorijih |
Poleg tega je stabilnost teh težjih delcev neposredno povezana z njihovimi masami. Zato imajo masivni delci krajšo razpolovno dobo kot manj masivni delci. Elektron je najlažji delec; zato je vesolje bogato z elektroni, ostali delci pa so redki. Za ustvarjanje mionov in delcev tau potrebujemo visoko raven energije. V današnjem času jih lahko vidimo le v primerih, kjer je visoka gostota energije. Poleg tega lahko te delce proizvajamo v pospeševalnikih delcev. Poleg tega leptoni medsebojno delujejo z elektromagnetno interakcijo in šibko jedrsko interakcijo. Za vsak leptonski delec obstajajo antidelci, ki jih imenujemo antileptoni. In ti antileptoni imajo podobno maso in nasprotni naboj. Na primer, antidelec elektronov so pozitroni.
Kaj so Quarks?
Kvark je druga glavna kategorija osnovnih delcev. Lastnosti delcev v družini kvarkov lahko povzamemo na naslednji način. (Masa vsakega delca je pod samim imenom. Vendar pa je točnost teh številk zelo sporna).
| Zaračunaj | 1st Generation | 2nd Generation | 3rd Generation |
| +2/3 |
Gor 0,33 |
Čar 1,58 |
Zgoraj 180 |
| -1/2 |
Dol 0,33 |
čudno 0,47 |
Spodaj 4,58 |
Kvarki močno medsebojno delujejo z močno jedrsko interakcijo, da tvorijo kombinacije kvarkov. Te kombinacije so znane kot hadroni. Pravzaprav izolirani kvarki trenutno ne obstajajo v našem vesolju. Poleg tega je razumno reči, da so vsi kvarki v tem vesolju v neki obliki hadronov. (Najpogostejši in znani tipi hadronov so protoni in nevtroni).
Slika 01: Standardni model osnovnih delcev
Poleg tega imajo kvarki notranjo lastnost, znano kot barionsko število. Vsi kvarki imajo barionsko število 1/3, antikvarki pa barionsko število -1/3. Poleg tega se v reakciji, ki vključuje osnovne delce, ohrani ta lastnost, znana kot barionsko število.
Poleg tega imajo kvarki še eno lastnost, imenovano aroma. Številka je dodeljena za označevanje okusa delca, znanega kot številka okusa. Okusi se imenujejo Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) in tako naprej. Gornji kvark ima navzgor +1, medtem ko ima 0 nenavadnost in navzdol.
Kakšna je razlika med leptoni in kvarki?
Elektroni, mioni (µ), tau (Ƭ) in njihovi ustrezni nevtrini so znani kot družina leptonov, medtem ko so kvarki vrsta osnovnih delcev in temeljna sestavina snovi. Če primerjamo oboje, je ključna razlika med leptoni in kvarki ta, da leptoni lahko obstajajo kot posamezni delci v naravi, medtem ko kvarki ne morejo.
Poleg tega imajo leptoni cele naboje, medtem ko imajo kvarki delne naboje. Poleg tega obstaja nadaljnja razlika med leptoni in kvarki, če upoštevamo sile, ki so jim ti delci lahko izpostavljeni. To je; leptoni so izpostavljeni šibki sili, gravitacijski sili in elektromagnetni sili, medtem ko so kvarki izpostavljeni močni sili, šibki sili, gravitacijski sili in elektromagnetni sili.
Povzetek – Leptoni proti kvarkom
Na kratko, kvarki in leptoni sta dve kategoriji osnovnih delcev. Če jih vzamemo skupaj, jih imenujemo fermioni. Predvsem pa je ključna razlika med leptoni in kvarki ta, da leptoni lahko obstajajo kot posamezni delci v naravi, medtem ko kvarki ne morejo.
