Լեպտոններ ընդդեմ հադրոնների
Մեր հասկացողությունն արդեն ավելի քան երեք հարյուր տարի է, որ նյութը բաղկացած է ատոմներից: Ենթադրվում է, որ ատոմները անբաժանելի են մինչև 20-րդ դարը: Սակայն 20-րդ դարի ֆիզիկոսը հայտնաբերեց, որ ատոմը կարելի է բաժանել ավելի փոքր կտորների, և բոլոր ատոմները կազմված են այս մասնիկների տարբեր բաղադրությունից: Դրանք հայտնի են որպես ենթաատոմային մասնիկներ և մասնավորապես՝ պրոտոն, նեյտրոն և էլեկտրոն:
Հետագա հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ այս մասնիկները (ենթատոմային մասնիկներ) ունեն նաև ներքին կառուցվածք և կազմված են ավելի փոքր իրերից: Այս մասնիկները հայտնի են որպես տարրական մասնիկներ, իսկ Լեպտոններն ու Քվարկները հայտնի են որպես տարրական մասնիկների երկու հիմնական կատեգորիաներ։Քվարկները կապված են միմյանց՝ ձևավորելով ավելի մեծ մասնիկների կառուցվածք, որը հայտնի է որպես հադրոններ։
Լեպտոններ
Մասնիկները, որոնք հայտնի են որպես էլեկտրոններ, մյուոններ (µ), տաու (Ƭ) և դրանց համապատասխան նեյտրինոները, հայտնի են որպես լեպտոնների ընտանիք: Էլեկտրոնը, մյուոնը և տաուն լիցք ունեն -1, և նրանք միմյանցից տարբերվում են միայն զանգվածից։ Մյուոնը էլեկտրոնից երեք անգամ ավելի զանգված է, իսկ տաուն՝ 3500 անգամ ավելի զանգված, քան էլեկտրոնը։ Նրանց համապատասխան նեյտրինոները չեզոք են և համեմատաբար առանց զանգվածի։ Յուրաքանչյուր մասնիկ և որտեղ գտնել դրանք ամփոփված են հետևյալ աղյուսակում։
| 1րդ Սերունդ | 2րդ Սերունդ | 3րդ Սերունդ |
| էլեկտրոն (e) | Մուոն (մ) | Տաու (Ƭ) |
|
ա) Ատոմներով բ) Արտադրված է բետա ռադիոակտիվության մեջ |
ա) Տիեզերական ճառագայթման միջոցով մթնոլորտի վերին շերտում առաջացած մեծ թվեր | Դիտվում է միայն լաբորատորիաներում |
| Էլեկտրոնային նեյտրինո (նe) | Մուոն նեյտրինո (νµ) | Տաու նեյտրինո (νƬ) |
|
ա) Բետա ռադիոակտիվություն բ) Միջուկային ռեակտորներ գ) Աստղերի միջուկային ռեակցիաներում |
ա) Արտադրված միջուկային ռեակտորներում բ) վերին մթնոլորտի տիեզերական ճառագայթում |
Ստեղծված է միայն լաբորատորիաներում |
Այս ավելի ծանր մասնիկների կայունությունն ուղղակիորեն կապված է նրանց զանգվածների հետ: Զանգվածային մասնիկներն ունեն ավելի կարճ կիսամյակ, քան ավելի քիչ զանգվածայինները: Էլեկտրոնը ամենաթեթև մասնիկն է. այդ պատճառով տիեզերքը առատ է էլեկտրոններով, իսկ մյուս մասնիկները հազվադեպ են։ Մյուոններ և տաու մասնիկներ ստեղծելու համար անհրաժեշտ է էներգիայի բարձր մակարդակ, և այսօր այն կարելի է տեսնել միայն այն դեպքերում, երբ առկա է էներգիայի բարձր խտություն: Այս մասնիկները կարող են արտադրվել մասնիկների արագացուցիչներում: Լեպտոնները փոխազդում են միմյանց հետ էլեկտրամագնիսական և թույլ միջուկային փոխազդեցությամբ։
Յուրաքանչյուր լեպտոնային մասնիկի համար կան հակա-մասնիկներ, որոնք հայտնի են որպես հակալեպտոններ: Հակալեպտոններն ունեն նմանատիպ զանգված և հակառակ լիցք։ Էլեկտրոնի հակամասնիկը հայտնի է որպես պոզիտրոններ։
Hardrons
Տարրական մասնիկների մյուս հիմնական կատեգորիան հայտնի է որպես քվարկներ: Դրանք վերև, վար, տարօրինակ, վերին և ստորին քվարկներ են: Այս քվարկներն ունեն կոտորակային լիցքեր։ Քվարկներն ունեն նաև հակամասնիկներ, որոնք հայտնի են որպես հակաքվարկներ: Նրանք ունեն նույն զանգվածը, բայց հակառակ լիցքը։
| Գանձում | 1րդ Սերունդ | 2րդ Սերունդ | 3րդ Սերունդ |
| +2/3 |
Up 0.33 |
Հմայքը 1.58 |
Թոփ 180 |
| -1/2 |
ներքև 0.33 |
Տարօրինակ 0.47 |
ներքև 4.58 |
N. B. Ներքևում ցուցադրված մասնիկների զանգվածները GeV/c2 են:
Այս մասնիկները փոխազդում են ուժեղ ուժի միջոցով՝ ձևավորելով ավելի մեծ մասնիկներ, որոնք հայտնի են որպես հադրոններ, իսկ հադրոններն ունեն ամբողջ թվային լիցք։
Հիմնականում քվարկները միավորվում են բուն քվարկների կամ հակաքվարկների հետ՝ ձևավորելով կայուն հադրոններ: Հադրոնների երեք հիմնական կատեգորիաներ են բարիոնները, հակաբարիոնները և մեզոնները։ Բարիոնները բաղկացած են երեք քվարկներից (qqq), որոնք կապված են ուժեղ ուժով, իսկ հակաբարիոնները երեք հակաքվարկներ են ([latex]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/latex]) կապված։ Մեզոնները քվարկ և հակաքվարք ([latex]q\bar{q}[/latex]) են՝ զուգակցված։
Ի՞նչ տարբերություն կա հադրոնների և լեպտոնների միջև:
• Քվարկները և լեպտոնները տարրական մասնիկների երկու կատեգորիա են և միասին վերցրած, հայտնի են որպես ֆերմիոններ:
• Քվարկները միավորվում են միջուկային ուժեղ փոխազդեցության միջոցով՝ առաջացնելով հադրոններ; Մինչ այժմ լեպտոնների ներքին կառուցվածքներ չեն հայտնաբերվել, սակայն հադրոններն ունեն ներքին կառուցվածք։ Լեպտոնները գոյություն ունեն որպես առանձին մասնիկներ։
• Հադրոնները լեպտոնների համեմատ ավելի զանգվածային մասնիկներ են։
• Լեպտոնները փոխազդում են էլեկտրամագնիսական և թույլ ուժի միջոցով, մինչդեռ քվարկները փոխազդում են ուժեղ փոխազդեցությունների միջոցով:
