Leptonen gegen Hadronen
Seit über dreihundert Jahren wissen wir, dass Materie aus Atomen besteht. Atome g alten bis ins 20. Jahrhundert als unteilbar. Aber der Physiker des 20. Jahrhunderts entdeckte, dass das Atom in kleinere Stücke zerlegt werden kann und alle Atome aus unterschiedlichen 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 als zwei Hauptkategorien von Elementarteilchen bekannt. Quarks werden zusammengebunden, um eine größere Partikelstruktur zu bilden, die als Hadronen bekannt ist.
Leptonen
Teilchen, bekannt als Elektronen, Myonen (µ), Tau (Ƭ) und ihre entsprechenden Neutrinos sind als die Familie der Leptonen bekannt. Elektron, Myon und Tau haben die Ladung -1 und unterscheiden sich nur durch die 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) Produziert in Beta-Radioaktivität |
a) Große Zahlen, die in der oberen Atmosphäre durch kosmische Strahlung erzeugt werden | Nur im Labor 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 atmosphärische kosmische Strahlung |
Nur in Labors erzeugt |
Die Stabilität dieser schwereren Teilchen steht in direktem Zusammenhang mit ihrer Masse. 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. Zur Erzeugung von Myonen und Tau-Teilchen wird eine hohe Energie benötigt, die heute nur bei hoher Energiedichte zu beobachten ist. Diese Teilchen können in Teilchenbeschleunigern hergestellt werden. Leptonen interagieren miteinander durch die elektromagnetische Wechselwirkung und die schwache nukleare Wechselwirkung.
Für jedes Leptonteilchen gibt es Antiteilchen, die Antileptonen genannt werden. Antileptonen haben ähnliche Masse und entgegengesetzte Ladung. Das Antiteilchen des Elektrons ist als Positron bekannt.
Hardrons
Die andere große Kategorie der Elementarteilchen ist als Quarks bekannt. Sie sind Up-, Down-, Strange-, Top- und Bottom-Quarks. Diese Quarks haben Bruchladungen. Quarks haben auch Antiteilchen, die als Antiquarks bekannt sind. Sie haben die gleiche Masse, aber entgegengesetzte Ladung.
| Gebühr | 1st Generation | 2nd Generation | 3rd Generation |
| +2/3 |
Nach oben 0.33 |
Charme 1.58 |
Oben 180 |
| -1/2 |
Runter 0.33 |
Seltsam 0.47 |
Unten 4.58 |
NB. Die unten angezeigten Partikelmassen sind in GeV/c2.
Diese Teilchen interagieren durch starke Kraft, 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 Antiquarks zu stabilen Hadronen. 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 ([latex]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/latex]), die gebunden sind. Mesonen sind Quark und Antiquark ([latex]q\bar{q}[/latex]), die zusammen gepaart sind.
Was ist der Unterschied zwischen Hadronen und Leptonen?
• Quarks und Leptonen sind zwei Kategorien der Elementarteilchen und zusammengenommen als Fermionen bekannt.
• Die Quarks verbinden sich durch starke Kernwechselwirkung zu Hadronen; Bis jetzt wurden keine inneren Strukturen von Leptonen entdeckt, aber Hadronen haben eine innere Struktur. Leptonen existieren als einzelne Teilchen.
• Hadronen sind massivere Teilchen im Vergleich zu Leptonen.
• Leptonen interagieren durch elektromagnetische und schwache Kräfte, während Quarks durch starke Wechselwirkungen interagieren.
