Forskellen mellem leptoner og kvarker

Det vigtigste forskel mellem leptoner og kvarker er det leptoner kan eksistere som individuelle partikler i naturen, mens kvarker ikke kan.

Indtil det 20. århundrede troede folk, at atomer er udelelige, men fysikere fra det 20. århundrede opdagede, at atomet kan opdeles i mindre stykker, og alle atomer er lavet af forskellige sammensætninger. Derfor kalder vi dem subatomære partikler: nemlig proton, neutron og elektron. Endvidere afslører undersøgelser, at subatomære partikler også har indre struktur og er lavet af mindre ting. Således er disse partikler kendt som elementære partikler, og Leptons og Quarks er deres to hovedkategorier.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er leptoner 
3. Hvad er Quarks
4. Sammenligning side ved side - Leptons vs kvarker i tabelform
5. Resume

Hvad er Leptons?

Partikler, som vi kalder elektroner, muoner (µ), tau (Ƭ) og deres tilsvarende neutrinoer er kendt som leptonfamilien. Endvidere har elektron, muon og tau en ladning på -1, og de adskiller sig kun fra hinanden fra massen. Det er; muon er tre gange mere massiv end elektronet, og tau er 3500 gange større end elektronet. Derudover er deres tilsvarende neutrino neutrale og relativt masseløse. Følgende tabel opsummerer hver partikel, og hvor du kan finde dem.

1st Generation	2nd Generation	3rd Generation
Elektron (e)	Muon (µ)	Tau (Ƭ)
- I atomer - Fremstillet i beta-radioaktivitet	- Stort antal produceret i den øvre atmosfære af kosmisk stråling	- Kun observeret i laboratorier
Elektronneutrino (νe)	Muon neutrino (νμ)	Tau neutrino (νƬ)
- Beta-radioaktivitet - Atomreaktorer - I atomreaktioner i stjernerne	- Fremstillet i atomreaktorer - Øvre atmosfærisk kosmisk stråling	- Kun genereret i laboratorier

Desuden er stabiliteten af ​​disse tungere partikler direkte relateret til deres masser. Derfor har massive partikler en kortere halveringstid end de mindre massive. Elektronen er den letteste partikel; det er grunden til, at universet er rigeligt med elektroner, og de andre partikler er sjældne. For at generere muoner og tau-partikler har vi brug for et højt niveau af energi. I dag kan vi kun se dem i tilfælde, hvor der er en høj energitæthed. Desuden kan vi fremstille disse partikler i partikelacceleratorer. Derudover interagerer leptoner med hinanden ved hjælp af elektromagnetisk interaktion og svag nuklear interaktion. For hver leptonpartikel er der anti-partikler, som vi benævner som antileptoner. Og disse anti-leptoner har lignende masse og modsat ladning. For eksempel er anti-partiklen af ​​elektronerne positroner.

Hvad er Quarks?

Quark er den anden hovedkategori af elementære partikler. Vi kan opsummere egenskaberne ved partikler i kvarkfamilien som følger. (Massen på hver partikel er under selve navnet. Imidlertid er nøjagtigheden af ​​disse tal meget diskutabel).

Oplade	1st Generation	2nd Generation	3rd Generation
+2/3	Op 0,33	Charme 1,58	Top 180
-1/2	ned 0,33	Mærkelig 0,47	Bund 4,58

Kvarker interagerer stærkt med hinanden ved stærk nuklear interaktion for at danne kombinationer af kvarker. Disse kombinationer er kendt som Hadrons. Faktisk findes isolerede kvarker ikke i vores univers i øjeblikket. Derudover er det rimeligt at sige, at alle kvarkerne i dette univers er i en form for hadroner. (De mest almindelige og kendte typer af hadroner er protoner og neutroner).

Figur 01: Standardmodel for elementære partikler

Desuden har kvarker en intern egenskab kaldet baryonnummeret. Alle quarks har et baryonantal på 1/3, og anti-quarks har baryon tal -1/3. I en reaktion, der involverer elementære partikler, bevares denne egenskab, der kaldes baryonnummeret.

Desuden har kvarker en anden egenskab kaldet smagen. Et nummer tildeles for at betegne smagen af ​​den partikel, der er kendt som smagstallet. Smagene kaldes Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) og så videre. Opkvarken har en opethed på +1, mens 0 mærkelighed og downness.

Hvad er forskellen mellem leptoner og kvarker?

Elektroner, muoner (µ), tau (Ƭ) og deres tilsvarende neutrinoer er kendt som leptonfamilien, mens kvarker er en type elementær partikel og en grundlæggende bestanddel af stof. Når man sammenligner begge, er den vigtigste forskel mellem leptoner og kvarker, at leptoner kan eksistere som individuelle partikler i naturen, mens kvarker ikke kan.

Derudover har leptoner heltalskurser, mens kvarker har brøkladninger. Der er også en yderligere forskel mellem leptoner og kvarker, når man overvejer de kræfter, disse partikler kan udsættes for. Det er; leptonerne udsættes for svag kraft, tyngdekraft og elektromagnetisk kraft, mens kvarker udsættes for stærk kraft, svag kraft, tyngdekraft og elektromagnetisk kraft.

Resume - Leptons vs Quarks

Kort sagt er kvarker og leptoner to kategorier af de elementære partikler. Når de er samlet, er de kendt som fermioner. Frem for alt er den vigtigste forskel mellem leptoner og kvarker, at leptoner kan eksistere som individuelle partikler i naturen, mens kvarker ikke kan.

Reference:

1. "Lepton." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30. mar. 2019, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. "Standard Model of Elementary Particles" Af MissMJ - Eget arbejde af uploader, Også, PBS NOVA [1], Fermilab, Office of Science, USAs energiministerium, Particle Data Group (Public Domain) via Commons Wikimedia