ლეპტონებსა და კვარკებს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ლეპტონებს შეუძლიათ ბუნებაში ცალკეული ნაწილაკების სახით არსებობდნენ, ხოლო კვარკებს არ შეუძლიათ.
მე-20 საუკუნემდე ადამიანებს სჯეროდათ, რომ ატომები განუყოფელია, მაგრამ მე-20 საუკუნის ფიზიკოსებმა აღმოაჩინეს, რომ ატომის დაშლა შესაძლებელია უფრო პატარა ნაჭრებად და ყველა ატომები სხვადასხვა შემადგენლობისგან შედგება. ამიტომ მათ სუბატომურ ნაწილაკებს ვუწოდებთ: კერძოდ, პროტონს, ნეიტრონს და ელექტრონს. გარდა ამისა, გამოკვლევებმა აჩვენა, რომ სუბატომურ ნაწილაკებს ასევე აქვთ შინაგანი სტრუქტურა და დამზადებულია პატარა ნივთებისგან. ამრიგად, ეს ნაწილაკები ცნობილია როგორც ელემენტარული ნაწილაკები, ხოლო ლეპტონები და კვარკები მათი ორი ძირითადი კატეგორიაა.
რა არის ლეპტონები?
ნაწილაკები, რომლებსაც ჩვენ ვუწოდებთ ელექტრონებს, მიონებს (µ), ტაუს (Ƭ) და მათ შესაბამის ნეიტრინოებს, ცნობილია როგორც ლეპტონების ოჯახი. გარდა ამისა, ელექტრონს, მიონს და ტაუს აქვს მუხტი -1 და ისინი განსხვავდებიან ერთმანეთისგან მხოლოდ მასისგან. ანუ; მიონი სამჯერ უფრო მასიურია ვიდრე ელექტრონი, ხოლო ტაუ 3500-ჯერ აღემატება ელექტრონს. უფრო მეტიც, მათი შესაბამისი ნეიტრინოები ნეიტრალური და შედარებით მასის გარეშეა. შემდეგი ცხრილი აჯამებს თითოეულ ნაწილაკს და სად ვიპოვოთ ისინი.
| 1st თაობა | 2 თაობა | 3rd თაობა |
| ელექტრონი (ე) | მუონი (მ) | ტაუ (Ƭ) |
|
– ატომებში – წარმოებული ბეტა რადიოაქტიურობით |
– კოსმოსური გამოსხივების მიერ წარმოქმნილი დიდი რიცხვები ზედა ატმოსფეროში | – დაფიქსირდა მხოლოდ ლაბორატორიებში |
| ელექტრონული ნეიტრინო (νe) | Muon ნეიტრინო (νµ) | ტაუ ნეიტრინო (νƬ) |
|
– ბეტა რადიოაქტიურობა – ბირთვული რეაქტორები – ვარსკვლავებში ბირთვულ რეაქციებში |
– წარმოებული ბირთვულ რეაქტორებში – ზედა ატმოსფერული კოსმოსური გამოსხივება |
– გენერირებულია მხოლოდ ლაბორატორიებში |
გარდა ამისა, ამ მძიმე ნაწილაკების სტაბილურობა პირდაპირ კავშირშია მათ მასებთან.ამიტომ, მასიური ნაწილაკების ნახევარგამოყოფის პერიოდი უფრო მოკლეა, ვიდრე ნაკლებად მასიური. ელექტრონი არის ყველაზე მსუბუქი ნაწილაკი; ამიტომ სამყარო უხვად არის ელექტრონებით, ხოლო დანარჩენი ნაწილაკები იშვიათია. მიონებისა და ტაუს ნაწილაკების შესაქმნელად, ჩვენ გვჭირდება ენერგიის მაღალი დონე. დღესდღეობით, ჩვენ შეგვიძლია მათი ნახვა მხოლოდ იმ შემთხვევებში, როდესაც არის მაღალი ენერგიის სიმკვრივე. გარდა ამისა, ჩვენ შეგვიძლია ამ ნაწილაკების წარმოება ნაწილაკების ამაჩქარებლებში. გარდა ამისა, ლეპტონები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედებით და სუსტი ბირთვული ურთიერთქმედებით. თითოეული ლეპტონის ნაწილაკისთვის არის ანტინაწილაკები, რომლებსაც ანტილეპტონებად ვუწოდებთ. და, ამ ანტილეპტონებს აქვთ მსგავსი მასა და საპირისპირო მუხტი. მაგალითად, ელექტრონების საწინააღმდეგო ნაწილაკები არის პოზიტრონები.
რა არის კვარკები?
კვარკი არის ელემენტარული ნაწილაკების სხვა ძირითადი კატეგორია. შეგვიძლია შევაჯამოთ კვარკების ოჯახის ნაწილაკების თვისებები შემდეგნაირად. (თითოეული ნაწილაკის მასა თავად სახელის ქვემოთაა. თუმცა, ამ რიცხვების სიზუსტე სადავოა).
| ჩარიცხვა | 1st თაობა | 2 თაობა | 3rd თაობა |
| +2/3 |
ამაღლება 0.33 |
ხიბლი 1.58 |
ტოპ 180 |
| -1/2 |
დაბლა 0.33 |
უცნაური 0.47 |
ქვედა 4.58 |
კვარკები ძლიერად ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან ძლიერი ბირთვული ურთიერთქმედებით კვარკების კომბინაციების წარმოქმნით. ეს კომბინაციები ცნობილია როგორც ჰადრონები.სინამდვილეში, იზოლირებული კვარკები ამჟამად არ არსებობს ჩვენს სამყაროში. უფრო მეტიც, გონივრულია იმის თქმა, რომ ამ სამყაროში არსებული ყველა კვარკი არის ჰადრონების რაიმე ფორმით. (ჰადრონების ყველაზე გავრცელებული და ცნობილი სახეობებია პროტონები და ნეიტრონები).
სურათი 01: ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელი
გარდა ამისა, კვარკებს აქვთ შინაგანი თვისება, რომელიც ცნობილია როგორც ბარიონის რიცხვი. ყველა კვარკს აქვს ბარიონის რიცხვი 1/3, ხოლო ანტი-კვარკებს -1/3. გარდა ამისა, რეაქციაში, რომელიც მოიცავს ელემენტარულ ნაწილაკებს, ეს თვისება, რომელიც ცნობილია როგორც ბარიონის რიცხვი, შენარჩუნებულია.
უფრო მეტიც, კვარკებს აქვთ კიდევ ერთი თვისება, რომელსაც არომატი ეწოდება. რიცხვი ენიჭება ნაწილაკების გემოს აღსანიშნავად, რომელიც ცნობილია როგორც არომატის ნომერი. არომატებს მოიხსენიებენ, როგორც Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) და ა.შ.ზევით კვარკს აქვს ამაღლება +1, ხოლო 0 უცნაურობა და ქვევით.
რა განსხვავებაა ლეპტონებსა და კვარკებს შორის?
ელექტრონები, მიონები (µ), ტაუ (Ƭ) და მათი შესაბამისი ნეიტრინოები ცნობილია როგორც ლეპტონების ოჯახი, ხოლო კვარკები არის ელემენტარული ნაწილაკის ტიპი და მატერიის ფუნდამენტური შემადგენელი. ორივეს შედარებისას, მთავარი განსხვავება ლეპტონებსა და კვარკებს შორის არის ის, რომ ლეპტონები შეიძლება არსებობდნენ როგორც ცალკეული ნაწილაკები ბუნებაში, მაშინ როდესაც კვარკები არ შეიძლება.
უფრო მეტიც, ლეპტონებს აქვთ მთელი რიცხვი მუხტები, ხოლო კვარკებს - წილადი. ასევე, არსებობს დამატებითი განსხვავება ლეპტონებსა და კვარკებს შორის, როდესაც განიხილება რა ძალები შეიძლება დაექვემდებაროს ამ ნაწილაკებს. ანუ; ლეპტონებს ექვემდებარება სუსტი ძალა, გრავიტაციული ძალა და ელექტრომაგნიტური ძალა, ხოლო კვარკები ექვემდებარებიან ძლიერ ძალას, სუსტ ძალას, გრავიტაციულ ძალას და ელექტრომაგნიტურ ძალას.
რეზიუმე – ლეპტონები კვარკების წინააღმდეგ
მოკლედ, კვარკები და ლეპტონები ელემენტარული ნაწილაკების ორი კატეგორიაა. ერთად აღებისას ისინი ცნობილია როგორც ფერმიონები. უპირველეს ყოვლისა, ლეპტონებსა და კვარკებს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ლეპტონებს შეუძლიათ ბუნებაში ცალკეული ნაწილაკები არსებობდნენ, მაშინ როდესაც კვარკები არ შეიძლება.
