Erinevused Leptoonide ja kvarkkide vahel

Meie seas pole palju neid, kes teaksid, mis leptonid või kvargid on, rääkimata sellest, et suudaksime neid eristada! Neile, kellel on füüsikaga, eriti osakestefüüsikaga pistmist, võivad nad olla võimelised ära tundma selle, mida me nimetame leptoniteks või kvarkideks.

Kuna uurimistöö toimub erinevates jüngrites, kasutades uusimat tehnoloogiat ja uskumatut tarkvara abi, avastatakse või leiutatakse iga päev midagi uut. Sama on füüsikaga; teadlased või füüsikud peavad olema täpsed nii uute nähtuste, protsesside kui ka osakeste avastamisel. Üks selline füüsikaga seotud teema, mis on viimasel ajal palju tähelepanu pälvinud, on väiksemate ja samas väiksemate osakeste uurimine. Teadlased püüavad millegi alusesse jõuda; kui miski on olemas, siis mis selle teeb? Millest see koosneb? See viib väiksemate ja veelgi väiksemate osakeste avastamiseni. Mistahes konkreetse osakese juurte leidmisel on aga piir; tuleb punkt, kus on avastatud kõige elementaarsem osake, mis on peaaegu kõigi struktuuride ühikud; ja nad on leptonid ja kvargid. Need kaks on mis tahes struktuuri põhiosakesed, kuid neil on olulisi erinevusi.

Leptonid hõlmavad osakesi nagu müonid ja elektronid. Kokku on 6 leptoni ja igal neist leptonitel on oma ainulaadne anti-leptoni vastand. Iga müoni, elektroni ja taoni (kolme erinevat tüüpi leptonit) jaoks on sellega seotud vastav neutriino (teine ​​leptoni tüüp). Tavaliselt ei osale leptonid üheski tugevas interaktsioonis ja neid isegi ei nähta tuumas. Mis puudutab Quarksi, siis on neid ka 6, mis on rühmitatud 3 paari moodustamiseks (nimelt ülalt ja alt, üles ja alla ning võluvalt ja kummaliselt). Võimalik, et enamik teist on kuulnud sõnu prootonid ja neutronid, mida ühiselt tuntakse hadronidena. Kvargid on prootonite, neutronite ja ka teiste osakeste põhiosad, mida varem peeti kõige põhilisemateks põhiosakesteks. Kvarkide puhul on omapärane see, et nende laengu suurus on vaid murdosa elektroni laengust. Erinevalt leptoonidest leidub tuumas kvarke ja nad võivad osaleda interaktsioonides.

Laenude erinevus on oluline; leptonitel, mis on mõnikord rühmad kaheks rühmaks, nimelt leptoniteks ja lepton-neutriinoks, on laengud vastavalt -1 ja 0. Kvarkadel on aga laengud, mis on kas -1/3 (alt, alt ja imelikult) või +2/3 (ülemise, võlu ja ülespoole). Lühidalt, leptonitel on täisarvlaengud, kvarkidel aga murdarvud.

Edasi liikudes võivad leptonid vabalt eksisteerida, kuid kvargid ei saa. Põhijõu tõttu, mida nimetatakse tugevaks jõuks, ei eksisteeri kvark looduses kunagi vabalt. See jõud hoiab kvarke üksteise või tuuma vastu tõmmatud ja suureneb, kui need kvargid liiguvad üksteisest kaugemale. See tuleneb asjaolust, et vaba kvarki on peaaegu võimatu tuvastada. Neljast jõutüübist on kvargid tugeva jõu, nõrga jõu (radioaktiivse lagunemise eest vastutav jõud), elektromagnetilise jõu (mille põhjuseks on aatomite kokkusobitamine) ja gravitatsioonijõu (mis tavaliselt töötab ükskõik millise objekti energia või mass universumis). Leptonid seevastu on kõigi nende kolme viimase jõu all, kuid kuna nende vahel puudub kõige tugevam jõud, võivad leptonid vabalt eksisteerida. Kuna tugeval jõul on väga väike ulatus, samas kui ülejäänud kolm jõudu võivad tegutseda pikemates vahemikes, ei ole leptonid tugeva jõu all.

Punktides väljendatud erinevuste kokkuvõte

1. Nii leptonid kui ka kvargid on kõigi struktuuride põhiüksused; leptonite hulka kuuluvad prootonid, neutronid, kuunid, elektronid jne, kvarkide hulka kuuluvad ülemine, alumine, üles, alla, kummaline ja võlu
2. Leptonid võivad esineda tuumas (näiteks neutronid ja prootonid, mida ühiselt nimetatakse nukleonideks), kuid üldiselt neid seal ei nähta; tuumas eksisteerivad kvargid
3. Leptonid ei osale tugevas interaktsioonis; kvargid osalevad interaktsioonides
4. Leptonitel on täisarv, kvarke aga murdosa
5. Leptonid võivad vabalt eksisteerida; kvargid ei saa
6. Nii nõrga, gravitatsioonilise kui ka elektromagnetilise jõu mõjul; Ainult kvargid tugeva jõu all