Відмінності між лептонами та кварками

Серед нас не так багато людей, які б знали, що таке лептони чи кварки, не кажучи вже про можливість їх диференціювати! Для тих, хто має щось спільне з фізикою, зокрема фізикою частинок, вони можуть розпізнати те, що ми називаємо лептонами чи кварками.

Коли дослідження тривають у різних учнів, за допомогою новітніх технологій та неймовірної програмної допомоги, щодня щось нове відкривається чи вигадується. Те саме стосується фізики; вчені чи фізики, щоб бути точними продовжувати відкривати нові явища, процеси, а також частинки. Однією з таких тем, пов'язаних з фізикою, яка останнім часом привертає багато уваги, є вивчення менших і ще менших частинок. Вчені намагаються дістатись до основи чогось; якщо щось існує тоді, що це робить? З чого воно складається? Це призводить до виявлення більш дрібних і навіть менших частинок. Однак існує обмеження відстежувати коріння будь-якої конкретної частинки; настає момент, коли виявлено найосновнішу частинку, яка є одиницями майже всіх структур; а вони - лептони та кварки. Вони є основними частинками будь-якої структури, але мають суттєві відмінності.

До лептонів належать такі частинки, як мюони та електрони. Всього існує 6 лептонів, і кожен з цих лептонів має свій унікальний аналог проти лептонів. Для кожного мюона, електрона і таона (три різні типи лептонів) з ним пов'язане відповідне нейтрино (інший тип лептону). Зазвичай лептони не беруть участі у жодній сильній взаємодії і навіть не бачать їх присутності в ядрі. Що стосується кварків, то також є 6 з них, які згруповані, щоб зробити 3 пари (а саме зверху і знизу, вгору і вниз, зачаровано і дивно). Більшість із вас, можливо, чули слова протони та нейтрони, які в сукупності відомі як адрони. Кварки - це основні одиниці протонів, нейтронів, а також інші частинки, які раніше вважалися найосновнішими фундаментальними частинками. Що характерно для кварків, це той факт, що величина їх заряду є лише часткою заряду електрона. На відміну від лептонів, кварки знаходяться в ядрі і можуть брати участь у взаємодіях.

Різниця заряду є важливою; лептони, які іноді є групами на дві групи, а саме лептони та лептон-нейтрино мають заряди відповідно -1 та 0. Однак у кварків стягується -1/3 (вниз, знизу та дивно), або +2/3 (для верху, чарівності та вище). Коротше кажучи, лептони мають цілі заряди, тоді як кварки мають дробові заряди.

Просуваючись, лептони можуть існувати вільно, але кварки не можуть. Завдяки фундаментальній силі, відомій як "сильна сила", кварк ніколи не буде вільно існувати в природі. Ця сила утримує кварки, притягнуті один до одного або до ядра, і збільшується, коли ці кварки рухаються далі один від одного. Це пояснює той факт, що виявити безкоштовний кварк майже неможливо. З чотирьох типів сил кварки знаходяться під сильною силою, слабкою силою (силою, відповідальною за радіоактивний розпад), електромагнітною силою (що є причиною злиття атомів) та гравітаційною силою (яка зазвичай діє на будь-який об'єкт з енергія або маса у Всесвіті). З іншого боку, лептони знаходяться під усіма цими трьома останніми силами, але через відсутність найсильнішої сили між ними лептони можуть вільно існувати. Через те, що сильна сила має дуже малий діапазон, тоді як три три сили можуть діяти в більшій дальності, лептони не знаходяться під сильною силою.

Підсумок відмінностей, виражених у балах

1. І лептони, і кварки є основними одиницями всіх структур; лептони включають протони, нейтрони, мюони, електрони тощо, кварки включають верх, знизу, вгору, вниз, дивно і чарівність
2. Лептони можуть бути присутніми в ядрі (наприклад, нейтрони та протони, спільно відомі як нуклони), але, як правило, вони не є там; в ядрі існують кварки
3. Лептони не беруть участі у сильній взаємодії; кварки беруть участь у взаємодіях
4. У лептонів є цілі заряди, тоді як у кварків - дробові заряди
5. Лептони можуть вільно існувати; кварки не можуть
6. Обидва під слабкою, гравітаційною та електромагнітною силою; тільки кварки під сильною силою