A principal diferença entre léptons e quarks é que os léptons podem existir como partículas individuais na natureza, enquanto os quarks não podem.
Até o século 20, as pessoas acreditavam que os átomos são indivisíveis, mas os físicos do século 20 descobriram que o átomo pode ser quebrado em pedaços menores, e todos os átomos são feitos de composições diferentes. Portanto, nós os chamamos de partículas subatômicas: ou seja, o próton, o nêutron e o elétron. Além disso, as investigações revelam que as partículas subatômicas também possuem estrutura interna e são feitas de coisas menores. Assim, essas partículas são conhecidas como partículas elementares, e Léptons e Quarks são suas duas categorias principais.
O que são Léptons?
As partículas que chamamos de elétrons, múons (µ), tau (Ƭ) e seus neutrinos correspondentes são conhecidas como a família dos léptons. Além disso, elétron, múon e tau têm uma carga de -1 e diferem um do outro apenas pela massa. Aquilo é; o múon é três vezes mais massivo que o elétron, e o tau é 3500 vezes maior que o elétron. Além disso, seus neutrinos correspondentes são neutros e relativamente sem massa. A tabela a seguir resume cada partícula e onde encontrá-las.
| 1st Geração | 2nd Geração | 3rd Geração |
| Elétron (e) | Múon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
– Em átomos – Produzido em radioatividade beta |
– Grandes números produzidos na atmosfera superior pela radiação cósmica | – Observado apenas em laboratórios |
| Elétron neutrino (νe) | Neutrino do múon (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
– Radioatividade beta – Reatores nucleares – Em reações nucleares nas estrelas |
– Produzido em reatores nucleares – Radiação cósmica da atmosfera superior |
– Somente gerado em laboratórios |
Além disso, a estabilidade dessas partículas mais pesadas se relaciona diretamente com suas massas. Portanto, as partículas massivas têm uma meia-vida mais curta do que as menos massivas. O elétron é a partícula mais leve; é por isso que o universo é abundante em elétrons, e as outras partículas são raras. Para gerar múons e partículas tau, precisamos de um alto nível de energia. Nos dias atuais, podemos vê-los apenas em casos onde há uma alta densidade de energia. Além disso, podemos produzir essas partículas em aceleradores de partículas. Além disso, os léptons interagem entre si por interação eletromagnética e interação nuclear fraca. Para cada partícula de lépton, existem anti-partículas que chamamos de antiléptons. E, esses anti-léptons têm massa semelhante e carga oposta. Por exemplo, a antipartícula dos elétrons são os pósitrons.
O que são Quarks?
Quark é a outra categoria principal de partículas elementares. Podemos resumir as propriedades das partículas da família dos quarks como segue. (A massa de cada partícula está abaixo do próprio nome. No entanto, a precisão desses números é altamente discutível).
| Carga | 1st Geração | 2nd Geração | 3rd Geração |
| +2/3 |
Cima 0.33 |
Charme 1.58 |
Topo 180 |
| -1/2 |
Baixo 0.33 |
Estranho 0.47 |
Inferior 4.58 |
Quarks interagem fortemente entre si por forte interação nuclear para formar combinações de quarks. Essas combinações são conhecidas como hádrons. Na verdade, quarks isolados não existem em nosso universo no momento. Além disso, é razoável dizer que todos os quarks neste universo estão em alguma forma de hádrons. (Os tipos mais comuns e conhecidos de hádrons são prótons e nêutrons).
Figura 01: Modelo Padrão de Partículas Elementares
Além disso, os quarks têm uma propriedade interna conhecida como número bariônico. Todos os quarks têm um número bariônico de 1/3, e os anti-quarks têm um número bariônico -1/3. Além disso, em uma reação envolvendo partículas elementares, essa propriedade conhecida como número bariônico é conservada.
Além disso, os quarks têm outra propriedade chamada sabor. Um número é atribuído para denotar o sabor da partícula conhecido como número do sabor. Os sabores são referidos como Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) e assim por diante. O quark up tem um upness de +1 enquanto 0 Strangeness e Downness.
Qual é a diferença entre léptons e quarks?
Elétrons, múons (µ), tau (Ƭ) e seus neutrinos correspondentes são conhecidos como a família dos léptons, enquanto os quarks são um tipo de partícula elementar e um constituinte fundamental da matéria. Ao comparar ambos, a principal diferença entre léptons e quarks é que os léptons podem existir como partículas individuais na natureza, enquanto os quarks não podem.
Além disso, os léptons têm cargas inteiras enquanto os quarks têm cargas fracionárias. Além disso, há uma diferença adicional entre léptons e quarks ao considerar as forças a que essas partículas podem ser submetidas. Aquilo é; os léptons estão sujeitos a força fraca, força gravitacional e força eletromagnética, enquanto os quarks estão sujeitos a força forte, força fraca, força gravitacional e força eletromagnética.
Resumo – Léptons vs Quarks
Em resumo, quarks e léptons são duas categorias de partículas elementares. Quando tomados juntos, eles são conhecidos como férmions. Acima de tudo, a principal diferença entre léptons e quarks é que os léptons podem existir como partículas individuais na natureza, enquanto os quarks não podem.
