Leptons vs Hadrons
Het is al meer dan driehonderd jaar ons begrip dat materie uit atomen bestaat. Atomen worden als ondeelbaar beschouwd tot de 20ste eeuw. Maar de natuurkundige van de 20ste eeuw ontdekte dat het atoom in kleinere stukjes kan worden gebroken en dat alle atomen zijn gemaakt van verschillende samenstellingen van deze deeltjes. Deze staan bekend als subatomaire deeltjes en namelijk het proton, neutron en elektron.
Verder onderzoek laat zien dat deze deeltjes (subatomaire deeltjes) ook een interne structuur hebben en uit kleinere dingen bestaan. Deze deeltjes staan bekend als elementaire deeltjes en Leptonen en Quarks staan bekend als twee hoofdcategorieën van elementaire deeltjes. Quarks worden samengebonden om een grotere deeltjesstructuur te vormen die bekend staat als Hadrons.
leptonen
Deeltjes bekend als elektronen, muonen (μ), tau (Ƭ) en hun overeenkomstige neutrino's staan bekend als de familie van leptonen. Elektronen, muonen en tau hebben een lading van -1 en ze verschillen alleen van de massa van elkaar. Het muon is drie keer meer massief dan het elektron en tau is 3500 keer massiever dan het elektron. Hun overeenkomstige neutrino's zijn neutraal en relatief massaloos. Elk deeltje en waar ze te vinden zijn, zijn samengevat in de volgende tabel.
1st Generatie | 2nd Generatie | 3rd Generatie |
Electron (e) | Muon (μ) | Tau (Ƭ) |
a) In atomen b) Geproduceerd in beta-radioactiviteit | a) Grote aantallen geproduceerd in de bovenste atmosfeer door kosmische straling | Alleen waargenomen in laboratoria |
Elektronenneutrino (νe) | Muon neutrino (νμ) | Tau neutrino (νƬ) |
a) Beta-radioactiviteit b) Kernreactoren c) Bij kernreacties in de sterren | a) Geproduceerd in kernreactoren b) Bovenste atmosferische kosmische straling | Alleen gegenereerd in laboratoria |
De stabiliteit van deze zwaardere deeltjes is direct gerelateerd aan hun massa. Enorme deeltjes hebben een kortere halfwaardetijd dan de minder zware. Het elektron is het lichtste deeltje; dat is waarom het universum overvloedig is met elektronen, maar de andere deeltjes zijn zeldzaam. Om muonen en tau-deeltjes te genereren, is een hoog niveau van energie nodig en is deze tegenwoordig alleen te zien in gevallen waar er een hoge energiedichtheid is. Deze deeltjes kunnen worden geproduceerd in deeltjesversnellers. Leptonen interageren met elkaar door de elektromagnetische interactie en zwakke nucleaire interactie.
Voor elk lepton-deeltje zijn er anti-deeltjes bekend als antilepsen. Anti-leptonen hebben dezelfde massa en tegengestelde lading. Het anti-deeltje van het elektron staat bekend als positronen.
Hardrons
De andere hoofdcategorie van de elementaire deeltjes staat bekend als quarks. Het zijn boven-, onder-, vreemde, bovenste en onderste quarks. Deze quarks hebben fractionele ladingen. Quarks hebben ook anti-deeltjes die bekend staan als anti-quarks. Ze hebben dezelfde massa maar tegenovergestelde lading.
In rekening brengen | 1st Generatie | 2nd Generatie | 3rd Generatie |
+2/3 | omhoog 0.33 | betoveren 1.58 | Top 180 |
-1/2 | naar beneden 0.33 | Vreemd 0.47 | Bodem 4.58 |
N.B. Deeltjesmassa's op de bodem zijn in GeV / c2.
Deze deeltjes interageren door sterke kracht om grotere deeltjes te vormen die bekend staan als hadronen en hadronen hebben een lading met een geheel getal.
Kortom, quarks combineren met quarks zelf of met anti-quarks, om stabiele hadronen te vormen. Drie hoofdcategorieën van hadronen zijn baryons, antibaryons en mesonen. Baryons bestaat uit drie quarks (qqq) gebonden met sterke kracht, en antibaryons zijn drie anti-quarks () gebonden. Mesons zijn quark en antiquark () samen gepaarde.
Wat is het verschil tussen Hadrons en Leptons?
• Quarks en leptonen zijn twee categorieën van de elementaire deeltjes en samen genomen, bekend als fermionen.
• De quarks combineren door sterke nucleaire interactie om hadronen te vormen; tot nu toe zijn er geen interne structuren van leptonen ontdekt, maar Hadrons hebben een interne structuur. Leptonen bestaan als individuele deeltjes.
• Hadrons zijn meer massieve deeltjes dan leptonen.
• Leptonen interageren door elektromagnetische en zwakke kracht, terwijl quarks interageren door sterke interacties.