Leptonen gegen Hadronen
Wir verstehen seit über dreihundert Jahren, dass Materie aus Atomen besteht. Man nimmt an, dass Atome bis ins 20. Jahrhundert untrennbar sind. Der Physiker des 20. Jahrhunderts entdeckte jedoch, dass das Atom in kleinere Stücke zerbrochen werden kann und alle Atome aus verschiedenen Zusammensetzungen dieser Teilchen bestehen. Diese sind als subatomare Teilchen bekannt, und zwar Proton, Neutron und Elektron.
Weitere Untersuchungen zeigen, dass diese Teilchen (subatomare Teilchen) auch eine innere Struktur haben und aus kleineren Dingen bestehen. Diese Teilchen sind als Elementarteilchen bekannt, und Leptonen und Quarks sind bekanntermaßen zwei Hauptkategorien von Elementarteilchen. Quarks sind miteinander verbunden, um eine größere Teilchenstruktur zu bilden, die als Hadronen bekannt ist.
Leptonen
Teilchen, die als Elektronen, Myonen (µ), tau (Ƭ) und ihre entsprechenden Neutrinos sind als Familie der Leptonen bekannt. Elektron, Myon und Tau haben eine Ladung von -1 und unterscheiden sich nur in der Masse. Das Myon ist dreimal massiver als das Elektron und Tau ist 3500-mal massiver als das Elektron. Ihre entsprechenden Neutrinos sind neutral und relativ masselos. Jedes Partikel und wo es zu finden ist, ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
1st Generation | 2nd Generation | 3rd Generation |
Elektron (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
a) In Atomen b) In Beta-Radioaktivität produziert | a) Große Mengen werden in der oberen Atmosphäre durch kosmische Strahlung erzeugt | Wird nur in Laboratorien beobachtet |
Elektronenneutrino (νe) | Muon Neutrino (νµ) | Tau-Neutrino (νƬ) |
a) Beta-Radioaktivität b) Kernreaktoren c) Bei Kernreaktionen in den Sternen | a) In Kernreaktoren hergestellt b) obere kosmische Strahlung der Atmosphäre | Nur in Labors erzeugt |
Die Stabilität dieser schwereren Teilchen hängt direkt von ihren Massen ab. Massive Teilchen haben eine kürzere Halbwertszeit als die weniger massiven. Das Elektron ist das leichteste Teilchen. Deshalb ist das Universum reich an Elektronen, aber die anderen Teilchen sind selten. Für die Erzeugung von Myonen und Tau-Partikeln ist ein hoher Energiebedarf erforderlich, der heutzutage nur in Fällen mit hoher Energiedichte sichtbar ist. Diese Teilchen können in Teilchenbeschleunigern hergestellt werden. Leptonen interagieren durch die elektromagnetische und schwache Wechselwirkung.
Für jedes Lepton-Teilchen gibt es Antiteilchen, die als Antileptone bekannt sind. Anti-Leptonen haben eine ähnliche Masse und entgegengesetzte Ladung. Das Antiteilchen des Elektrons wird als Positronen bezeichnet.
Hardrons
Die andere Hauptkategorie der Elementarteilchen ist als Quarks bekannt. Sie sind oben, unten, merkwürdig, oben und unten Quarks. Diese Quarks haben Teilkosten. Quarks haben auch Antiteilchen, die als Anti-Quarks bekannt sind. Sie haben die gleiche Masse aber entgegengesetzte Ladung.
Aufladen | 1st Generation | 2nd Generation | 3rd Generation |
+2/3 | Oben 0,33 | Charme 1,58 | oben 180 |
-1/2 | Nieder 0,33 | Seltsam 0,47 | Unterseite 4,58 |
N.B. Die unten gezeigten Teilchenmassen sind in GeV / c angegeben2.
Diese Teilchen wirken durch starke Kraft zusammen, um größere Teilchen zu bilden, die als Hadronen bekannt sind, und Hadronen haben eine ganzzahlige Ladung.
Grundsätzlich verbinden sich Quarks mit Quarks selbst oder mit Anti-Quarks, um stabile Hadronen zu bilden. Drei Hauptkategorien von Hadronen sind Baryonen, Antibaryonen und Mesonen. Baryonen bestehen aus drei Quarks (qqq), die mit starker Kraft gebunden sind, und Antibaryonen sind drei Anti-Quarks () gebunden. Mesonen sind Quark und Antiquark () gepaart.
Was ist der Unterschied zwischen Hadronen und Leptonen??
• Quarks und Leptonen sind zwei Kategorien von Elementarteilchen, die als Fermionen bezeichnet werden.
• Die Quarks kombinieren sich durch starke nukleare Wechselwirkung zu Hadronen; Bisher wurden keine inneren Strukturen von Leptonen entdeckt, aber Hadronen haben eine innere Struktur. Leptonen existieren als einzelne Teilchen.
• Hadronen sind im Vergleich zu Leptonen massivere Teilchen.
• Leptonen interagieren durch elektromagnetische und schwache Kräfte, während Quarks durch starke Interaktionen interagieren.