Ključna razlika između leptona i kvarkova je ta što leptoni mogu postojati kao pojedinačne čestice u prirodi, dok kvarkovi ne mogu.
Sve do 20. stoljeća ljudi su vjerovali da su atomi nedjeljivi, no fizičari 20. stoljeća otkrili su da se atom može razlomiti na manje dijelove, a svi su atomi različitog sastava. Stoga ih nazivamo subatomskim česticama: naime proton, neutron i elektron. Nadalje, istraživanja otkrivaju da subatomske čestice također imaju unutarnju strukturu, te da se sastoje od manjih stvari. Stoga su te čestice poznate kao elementarne čestice, a leptoni i kvarkovi su njihove dvije glavne kategorije.
Što su leptoni?
Čestice koje nazivamo elektroni, mioni (µ), tau (Ƭ) i njima odgovarajući neutrini poznati su kao obitelj leptona. Nadalje, elektron, mion i tau imaju naboj -1, a međusobno se razlikuju samo po masi. To je; mion je tri puta masivniji od elektrona, a tau je 3500 puta veći od elektrona. Štoviše, njihovi odgovarajući neutrini su neutralni i relativno bez mase. Sljedeća tablica sažima svaku česticu i gdje ih pronaći.
| 1st Generacija | 2nd Generacija | 3rd Generacija |
| Elektron (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
– U atomima – Proizvedeno u beta radioaktivnosti |
– Veliki brojevi proizvedeni u gornjoj atmosferi kozmičkim zračenjem | – Opaža se samo u laboratorijima |
| Elektronski neutrino (νe) | Muonski neutrino (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
– Beta radioaktivnost – Nuklearni reaktori – U nuklearnim reakcijama u zvijezdama |
– Proizvedeno u nuklearnim reaktorima – Kozmičko zračenje u gornjoj atmosferi |
– Samo proizvedeno u laboratorijima |
Osim toga, stabilnost ovih težih čestica izravno je povezana s njihovim masama. Stoga masivne čestice imaju kraći poluživot od onih manje masivnih. Elektron je najlakša čestica; zato svemir obiluje elektronima, a ostale čestice su rijetke. Za generiranje miona i tau čestica potrebna nam je visoka razina energije. Danas ih možemo vidjeti samo u slučajevima kada postoji visoka gustoća energije. Nadalje, te čestice možemo proizvesti u akceleratorima čestica. Osim toga, leptoni međusobno djeluju elektromagnetskom interakcijom i slabom nuklearnom interakcijom. Za svaku leptonsku česticu postoje antičestice koje nazivamo antileptoni. I ti antileptoni imaju sličnu masu i suprotan naboj. Na primjer, antičestica elektrona su pozitroni.
Što su kvarkovi?
Kvark je druga glavna kategorija elementarnih čestica. Svojstva čestica u obitelji kvarkova možemo sažeti na sljedeći način. (Masa svake čestice je ispod samog imena. Međutim, točnost ovih brojeva je vrlo diskutabilna).
| Cijena | 1st Generacija | 2nd Generacija | 3rd Generacija |
| +2/3 |
Gore 0,33 |
šarm 1,58 |
Na vrhu 180 |
| -1/2 |
Dolje 0,33 |
Čudno 0,47 |
Dolje 4,58 |
Kvarkovi međusobno snažno djeluju snažnom nuklearnom interakcijom stvarajući kombinacije kvarkova. Ove kombinacije su poznate kao hadroni. Zapravo, izolirani kvarkovi trenutno ne postoje u našem svemiru. Štoviše, razumno je reći da su svi kvarkovi u ovom svemiru u nekom obliku hadrona. (Najčešći i poznati tipovi hadrona su protoni i neutroni).
Slika 01: Standardni model elementarnih čestica
Osim toga, kvarkovi imaju unutarnje svojstvo poznato kao barionski broj. Svi kvarkovi imaju barionski broj 1/3, a antikvarkovi imaju barionski broj -1/3. Nadalje, u reakciji koja uključuje elementarne čestice, ovo svojstvo poznato kao barionski broj je očuvano.
Štoviše, kvarkovi imaju još jedno svojstvo koje se zove okus. Broj se dodjeljuje za označavanje okusa čestice poznat kao broj okusa. Okusi se nazivaju Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) i tako dalje. Gornji kvark ima porast od +1 dok 0 neobičnost i pad.
Koja je razlika između leptona i kvarkova?
Elektroni, mioni (µ), tau (Ƭ) i njima odgovarajući neutrini poznati su kao obitelj leptona, dok su kvarkovi vrsta elementarne čestice i temeljni sastojak materije. Kada ih uspoređujemo, ključna razlika između leptona i kvarkova je ta što leptoni mogu postojati kao pojedinačne čestice u prirodi, dok kvarkovi ne mogu.
Štoviše, leptoni imaju cjelobrojne naboje dok kvarkovi imaju frakcijske naboje. Također, postoji daljnja razlika između leptona i kvarkova kada se uzmu u obzir sile kojima te čestice mogu biti izložene. To je; leptoni su podvrgnuti slaboj sili, gravitacijskoj sili i elektromagnetskoj sili, dok su kvarkovi podvrgnuti jakoj sili, slaboj sili, gravitacijskoj sili i elektromagnetskoj sili.
Sažetak – Leptoni protiv kvarkova
Ukratko, kvarkovi i leptoni dvije su kategorije elementarnih čestica. Kada se uzmu zajedno, poznati su kao fermioni. Iznad svega, ključna razlika između leptona i kvarkova je ta što leptoni mogu postojati kao pojedinačne čestice u prirodi, dok kvarkovi ne mogu.
