اللبتونات مقابل الهدرونات
لقد فهمنا لأكثر من ثلاثمائة عام أن المادة تتكون من ذرات. يُعتقد أن الذرات غير قابلة للتجزئة حتى القرن العشرين. لكن عالم الفيزياء في القرن العشرين اكتشف أن الذرة يمكن أن تنقسم إلى أجزاء أصغر ، وأن كل الذرات مصنوعة من تركيبات مختلفة من هذه الجسيمات. تُعرف هذه بالجسيمات دون الذرية وهي البروتون والنيوترون والإلكترون.
يكشف مزيد من التحقيق أن هذه الجسيمات (الجسيمات دون الذرية) لها أيضًا بنية داخلية ، وهي مصنوعة من أشياء أصغر. تُعرف هذه الجسيمات بالجسيمات الأولية ، ومن المعروف أن اللبتونات والكواركات هما فئتان رئيسيتان من الجسيمات الأولية.ترتبط الكواركات ببعضها البعض لتشكل بنية جسيمية أكبر تُعرف بالهدرونات.
Leptons
تُعرف الجسيمات المعروفة باسم الإلكترونات والميونات (µ) وتاو (Ƭ) والنيوترينوات المقابلة لها باسم عائلة اللبتونات. شحنة الإلكترون والميون والتاو هي -1 ، وهي تختلف عن بعضها البعض عن الكتلة فقط. الميون أكبر بثلاث مرات من كتلة الإلكترون ، وتاو أكبر بمقدار 3500 مرة من الإلكترون. النيوترينوات المقابلة لها محايدة وعديمة الكتلة نسبيًا. يتم تلخيص كل جسيم ومكان العثور عليه في الجدول التالي.
| 1شارعجيل | 2ndجيل | 3rdجيل |
| إلكترون (هـ) | Muon (µ) | تاو (Ƭ) |
|
أ) في الذرات ب) أنتجت في النشاط الإشعاعي بيتا |
أ) تنتج أعداد كبيرة في الغلاف الجوي العلوي عن طريق الإشعاع الكوني | لوحظ فقط في المختبرات |
| نيوترينو الإلكترون (νe) | Muon neutrino (νµ) | نيوترينو تاو (νƬ) |
|
أ) النشاط الإشعاعي بيتا ب) المفاعلات النووية ج) في التفاعلات النووية في النجوم |
أ) أنتجت في المفاعلات النووية ب) إشعاع الغلاف الجوي العلوي |
ولدت فقط في المختبرات |
يرتبط استقرار هذه الجسيمات الثقيلة ارتباطًا مباشرًا بكتلها. الجسيمات الضخمة لها عمر نصف أقصر من الجسيمات الأقل ضخامة. الإلكترون هو أخف جسيم. هذا هو السبب في أن الكون مليء بالإلكترونات ، لكن الجسيمات الأخرى نادرة. لتوليد جزيئات الميونات والتاو ، هناك حاجة إلى مستوى عالٍ من الطاقة ولا يمكن رؤيتها في الوقت الحاضر إلا في الحالات التي توجد فيها كثافة طاقة عالية. يمكن إنتاج هذه الجسيمات في مسرعات الجسيمات. تتفاعل اللبتونات مع بعضها البعض عن طريق التفاعل الكهرومغناطيسي والتفاعل النووي الضعيف.
لكل جسيم ليبتون ، هناك جسيمات مضادة تعرف باسم antileptons. مضادات اللبتونات لها كتلة مماثلة وشحنة معاكسة. يُعرف الجسيم المضاد للإلكترون بالبوزيترونات.
هاردرونز
تُعرف الفئة الرئيسية الأخرى من الجسيمات الأولية بالكواركات. وهي كواركات علوية وسفلية وغريبة وعلوية وسفلية. هذه الكواركات لها شحنات جزئية. تحتوي الكواركات أيضًا على جسيمات مضادة تعرف باسم الكواركات المضادة. لديهم نفس الكتلة ولكن الشحنة المعاكسة.
| المسؤول | 1شارعجيل | 2ndجيل | 3rdجيل |
| + 2/3 |
يصل 0.33 |
سحر 1.58 |
أعلى 180 |
| -1 / 2 |
أسفل 0.33 |
غريب 0.47 |
أسفل 4.58 |
ملحوظة. كتل الجسيمات الموضحة في الأسفل موجودة في GeV / c2.
تتفاعل هذه الجسيمات من خلال قوة قوية لتكوين جسيمات أكبر تُعرف باسم الهادرونات ولها عدد صحيح من الشحنة.
بشكل أساسي ، تتحد الكواركات مع الكواركات نفسها أو مع الكواركات المضادة ، لتكوين الهادرونات المستقرة. ثلاث فئات رئيسية من الهادرونات هي الباريونات ، والباريونات المضادة ، والميزونات. تتكون الباريونات من ثلاثة كواركات (qqq) مرتبطة بقوة قوية ، والمضادات هي ثلاثة كواركات مضادة ([لاتكس] بار {q} بار {q} بار {q} [/لاتكس]) مرتبطة. الميزونات هي كوارك وكوارك مضاد ([لاتكس] q / بار {q} [/لاتكس]) مقترنة معًا.
ما الفرق بين الهادرونات واللبتون؟
• الكواركات واللبتونات فئتان من الجسيمات الأولية ويتم جمعهما معًا ، والمعروفة باسم الفرميونات.
• تتحد الكواركات من خلال تفاعل نووي قوي لتكوين الهادرونات. حتى الآن ، لم يتم اكتشاف بنى داخلية للبتونات ، لكن الهادرونات لها بنية داخلية. توجد اللبتونات كجسيمات فردية.
• الهادرونات هي جزيئات أكثر كثافة من اللبتونات.
• تتفاعل اللبتونات من خلال القوة الكهرومغناطيسية والقوة الضعيفة ، بينما تتفاعل الكواركات من خلال التفاعلات القوية.
