Leptons vs Hadrons
Temos entendido há mais de trezentos anos que a matéria consiste em átomos. Pensa-se que os átomos sejam indivisíveis até o século XX. Mas o físico do século XX descobriu que o átomo pode ser quebrado em pedaços menores e todos os átomos são feitos de diferentes composições dessas partículas. Elas são conhecidas como partículas subatômicas e, a saber, próton, nêutron e elétron.
Investigações posteriores revelam que essas partículas (partículas subatômicas) também têm estrutura interna e são feitas de coisas menores. Essas partículas são conhecidas como partículas elementares, e Leptons e Quarks são conhecidos por serem duas categorias principais de partículas elementares. Quarks são unidos para formar uma estrutura maior de partículas conhecida como Hadrons.
Leptons
Partículas conhecidas como elétrons, múons (µ), tau (Ƭ) e seus neutrinos correspondentes são conhecidos como a família de leptões. Elétron, múon e tau têm uma carga de -1 e diferem entre si apenas da massa. O múon é três vezes mais massivo que o elétron e a tau é 3500 vezes mais massiva que o elétron. Seus neutrinos correspondentes são neutros e relativamente sem massa. Cada partícula e onde encontrá-las estão resumidas na tabela a seguir.
1st Geração | 2nd Geração | 3rd Geração |
Elétron (e) | Muão (µ) | Tau (Ƭ) |
a) Em átomos b) Produzido em radioatividade beta | a) Grandes números produzidos na atmosfera superior por radiação cósmica | Observado apenas em laboratórios |
Neutrino de elétrons (νe) | Muon neutrino (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
a) radioatividade beta b) Reatores nucleares c) Nas reações nucleares nas estrelas | a) Produzido em reatores nucleares b) Radiação cósmica atmosférica superior | Somente gerado em laboratórios |
A estabilidade dessas partículas mais pesadas está diretamente relacionada às suas massas. Partículas maciças têm meia-vida mais curta que as menos massivas. O elétron é a partícula mais leve; é por isso que o universo é abundante em elétrons, mas as outras partículas são raras. Para gerar múons e partículas de tau, é necessário um alto nível de energia e, atualmente, só pode ser visto nos casos em que existe uma alta densidade de energia. Essas partículas podem ser produzidas em aceleradores de partículas. Os leptões interagem entre si pela interação eletromagnética e interação nuclear fraca.
Para cada partícula de lepton, existem anti-partículas conhecidas como antileptons. Os anti-leptons têm massa semelhante e carga oposta. A antipartícula do elétron é conhecida como pósitron.
Hardrons
A outra categoria principal de partículas elementares é conhecida como quarks. Eles são quarks de cima, baixo, estranhos, superior e inferior. Esses quarks têm taxas fracionárias. Quarks também possuem anti-partículas conhecidas como anti-quarks. Eles têm a mesma massa, mas carga oposta.
Carregar | 1st Geração | 2nd Geração | 3rd Geração |
+2/3 | Acima 0,33 | Charme 1,58 | Topo 180 |
-1/2 | Baixa 0,33 | Estranho 0,47 | Inferior 4.58 |
N.B. massas de partículas mostradas na parte inferior estão em GeV / c2.
Essas partículas interagem através de força forte para formar partículas maiores conhecidas como hádrons e hádrons com carga numérica inteira.
Basicamente, os quarks se combinam com os próprios quarks ou com anti-quarks, para formar hádrons estáveis. Três categorias principais de hádrons são bariões, antibióticos e mésons. Bariões consiste em três quarks (qqq) ligados com força forte e antibióticos são três anti-quarks () limite. Os mésons são quark e antiquark () emparelhados.
Qual é a diferença entre Hadrons e Leptons?
• Quarks e leptons são duas categorias de partículas elementares e tomadas em conjunto, conhecidas como férmions.
• Os quarks se combinam através de forte interação nuclear para formar hádrons; até agora, nenhuma estrutura interna de leptons é descoberta, mas Hadrons tem estrutura interna. Os leptões existem como partículas individuais.
• Hadrons são partículas mais massivas em comparação com leptons.
• Os leptões interagem através da força eletromagnética e fraca, enquanto os quarks interagem através de fortes interações.