ლეპტონები ჰადრონების წინააღმდეგ
ჩვენი გაგებით უკვე სამასზე მეტია, რომ მატერია ატომებისგან შედგება. ითვლება, რომ ატომები მე-20 საუკუნემდე განუყოფელია. მაგრამ მე-20 საუკუნის ფიზიკოსმა აღმოაჩინა, რომ ატომი შეიძლება დაიყოს პატარა ნაჭრებად და ყველა ატომი ამ ნაწილაკების სხვადასხვა შემადგენლობით არის შექმნილი. ისინი ცნობილია როგორც სუბატომური ნაწილაკები და კერძოდ, პროტონი, ნეიტრონი და ელექტრონი.
შემდგომი გამოკვლევა ცხადყოფს, რომ ამ ნაწილაკებს (სუბატომურ ნაწილაკებს) ასევე აქვთ შინაგანი სტრუქტურა და უფრო პატარა ნივთებისგან შედგება. ეს ნაწილაკები ცნობილია როგორც ელემენტარული ნაწილაკები, ხოლო ლეპტონები და კვარკები ცნობილია, როგორც ელემენტარული ნაწილაკების ორი ძირითადი კატეგორია.კვარკები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული და ქმნიან უფრო დიდ ნაწილაკების სტრუქტურას, რომელიც ცნობილია როგორც ჰადრონები.
ლეპტონები
ნაწილაკები, რომლებიც ცნობილია როგორც ელექტრონები, მიონები (µ), ტაუ (Ƭ) და მათი შესაბამისი ნეიტრინოები, ცნობილია როგორც ლეპტონების ოჯახი. ელექტრონს, მიონს და ტაუს მუხტი აქვთ -1 და ისინი განსხვავდებიან ერთმანეთისგან მხოლოდ მასისგან. მიონი სამჯერ უფრო მასიურია ვიდრე ელექტრონი, ხოლო ტაუ 3500-ჯერ უფრო მასიურია ვიდრე ელექტრონი. მათი შესაბამისი ნეიტრინოები ნეიტრალური და შედარებით მასის გარეშეა. თითოეული ნაწილაკი და სად ვიპოვოთ ისინი შეჯამებულია შემდეგ ცხრილში.
| 1st თაობა | 2 თაობა | 3rd თაობა |
| ელექტრონი (ე) | მუონი (მ) | ტაუ (Ƭ) |
|
ა) ატომებში ბ) წარმოებული ბეტა რადიოაქტიურობით |
ა) კოსმოსური გამოსხივების მიერ წარმოქმნილი დიდი რიცხვები ზედა ატმოსფეროში | დაკვირვება მხოლოდ ლაბორატორიებში |
| ელექტრონული ნეიტრინო (νe) | Muon ნეიტრინო (νµ) | ტაუ ნეიტრინო (νƬ) |
|
ა) ბეტა რადიოაქტიურობა ბ) ბირთვული რეაქტორები გ) ბირთვულ რეაქციებში ვარსკვლავებში |
ა) წარმოებული ბირთვულ რეაქტორებში ბ) ზედა ატმოსფერული კოსმოსური გამოსხივება |
წარმოებულია მხოლოდ ლაბორატორიებში |
ამ მძიმე ნაწილაკების სტაბილურობა პირდაპირ კავშირშია მათ მასებთან. მასიური ნაწილაკების ნახევარგამოყოფის პერიოდი უფრო მოკლეა, ვიდრე ნაკლებად მასიური. ელექტრონი არის ყველაზე მსუბუქი ნაწილაკი; ამიტომ სამყარო უხვადაა ელექტრონებით, მაგრამ სხვა ნაწილაკები იშვიათია. მიონებისა და ტაუს ნაწილაკების წარმოქმნისთვის საჭიროა ენერგიის მაღალი დონე და დღესდღეობით მისი ნახვა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევებში, როდესაც არის ენერგიის მაღალი სიმკვრივე. ამ ნაწილაკების წარმოება შესაძლებელია ნაწილაკების ამაჩქარებლებში. ლეპტონები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან ელექტრომაგნიტური და სუსტი ბირთვული ურთიერთქმედებით.
თითოეული ლეპტონის ნაწილაკისთვის არის ანტი-ნაწილაკები, რომლებიც ცნობილია როგორც ანტილეპტონები. ანტილეპტონებს აქვთ მსგავსი მასა და საპირისპირო მუხტი. ელექტრონის საწინააღმდეგო ნაწილაკი ცნობილია როგორც პოზიტრონები.
Hardrons
ელემენტარული ნაწილაკების სხვა ძირითადი კატეგორია ცნობილია როგორც კვარკები. ისინი არიან ზემოთ, ქვემოთ, უცნაური, ზედა და ქვედა კვარკები. ამ კვარკებს აქვთ წილადი მუხტები. კვარკებს ასევე აქვთ ანტი-ნაწილაკები, რომლებიც ცნობილია როგორც ანტი-კვარკები. მათ აქვთ იგივე მასა, მაგრამ საპირისპირო მუხტი.
| 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 |
N. B. ქვედა ნაწილში ნაჩვენები ნაწილაკების მასები არის GeV/c2.
ეს ნაწილაკები ურთიერთქმედებენ ძლიერი ძალით და წარმოქმნიან უფრო დიდ ნაწილაკებს, რომლებიც ცნობილია როგორც ჰადრონები და ჰადრონებს აქვთ მთელი რიცხვითი მუხტი.
ძირითადად, კვარკები ერწყმის თავად კვარკებს ან ანტი-კვარკებს, ქმნიან სტაბილურ ჰადრონებს. ჰადრონების სამი ძირითადი კატეგორიაა ბარიონები, ანტიბარიონები და მეზონები. ბარიონები შედგება სამი კვარკისგან (qqq), რომლებიც შეკრულია ძლიერი ძალით, ხოლო ანტიბარიონები არის სამი ანტი-კვარკი ([ლატექსი]\ბარ{q}\bar{q}\bar{q}[/ლატექსი]) შეკრული. მეზონები არის კვარკი და ანტიკვარკი ([latex]q\bar{q}[/latex]) ერთად დაწყვილებული.
რა განსხვავებაა ჰადრონებსა და ლეპტონებს შორის?
• კვარკები და ლეპტონები ელემენტარული ნაწილაკების ორი კატეგორიაა და ერთად აღებული, ცნობილია როგორც ფერმიონები.
• კვარკები ერწყმის ძლიერი ბირთვული ურთიერთქმედების შედეგად ჰადრონებს; ამ დრომდე ლეპტონების შიდა სტრუქტურები არ არის აღმოჩენილი, მაგრამ ჰადრონებს აქვთ შიდა სტრუქტურა. ლეპტონები ცალკეული ნაწილაკების სახით არსებობს.
• ადრონები ლეპტონებთან შედარებით უფრო მასიური ნაწილაკებია.
• ლეპტონები ურთიერთქმედებენ ელექტრომაგნიტური და სუსტი ძალით, ხოლო კვარკები ძლიერი ურთიერთქმედებით.
