Léptons vs Hádrons
Há mais de trezentos anos temos entendido que a matéria consiste em átomos. Os átomos são considerados indivisíveis até o século 20. Mas o físico do século 20 descobriu que o átomo pode ser quebrado em pedaços menores, e todos os átomos são feitos de diferentes composições dessas partículas. Estes são conhecidos como partículas subatômicas, ou seja, o próton, o nêutron e o elétron.
Investigações posteriores revelam que essas partículas (partículas subatômicas) também possuem estrutura interna, e são feitas de coisas menores. Essas partículas são conhecidas como partículas elementares, e os léptons e os quarks são conhecidos como duas categorias principais de partículas elementares. Os quarks são unidos para formar uma estrutura de partículas maior conhecida como hádrons.
Léptons
Partículas conhecidas como elétrons, múons (µ), tau (Ƭ) e seus neutrinos correspondentes são conhecidos como a família dos léptons. O elétron, o múon e o tau têm carga -1 e diferem um do outro apenas pela massa. O múon é três vezes mais massivo que o elétron e o tau é 3.500 vezes mais massivo que o elétron. Seus neutrinos correspondentes são neutros e relativamente sem massa. Cada partícula e onde encontrá-las estão resumidas na tabela a seguir.
| 1st Geração | 2nd Geração | 3rd Geração |
| Elétron (e) | Múon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
a) Em átomos b) Produzido em radioatividade beta |
a) Grandes números produzidos na atmosfera superior pela radiação cósmica | Observado apenas em laboratórios |
| Elétron neutrino (νe) | Neutrino do múon (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
a) Radioatividade beta b) Reatores nucleares c) Em reações nucleares nas estrelas |
a) Produzido em reatores nucleares b) Radiação cósmica da atmosfera superior |
Gerado apenas em laboratórios |
A estabilidade dessas partículas mais pesadas está diretamente relacionada às suas massas. 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, mas as outras partículas são raras. Para gerar múons e partículas de tau, é necessário um alto nível de energia e nos dias atuais só pode ser visto em casos onde há uma alta densidade de energia. Essas partículas podem ser produzidas em aceleradores de partículas. Os léptons interagem entre si pela interação eletromagnética e pela interação nuclear fraca.
Para cada partícula de lépton, existem anti-partículas conhecidas como antiléptons. Os anti-léptons têm massa semelhante e carga oposta. A antipartícula do elétron é conhecida como pósitrons.
Hardrons
A outra categoria principal das partículas elementares é conhecida como quarks. São os quarks up, down, strange, top e bottom. Esses quarks têm cargas fracionárias. Quarks também têm anti-partículas conhecidas como anti-quarks. Eles têm a mesma massa, mas cargas opostas.
| 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 |
N. B. as massas das partículas mostradas na parte inferior estão em GeV/c2.
Estas partículas interagem através de uma força forte para formar partículas maiores conhecidas como hádrons e hádrons têm carga de número inteiro.
Basicamente, quarks se combinam com os próprios quarks ou com anti-quarks, para formar hádrons estáveis. Três categorias principais de hádrons são bárions, antibárions e mésons. Os bárions consistem em três quarks (qqq) ligados com força forte, e os antibárions são três anti-quarks ([latex]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/latex]) ligados. Os mésons são quark e antiquark ([latex]q\bar{q}[/latex]) emparelhados.
Qual é a diferença entre Hadrons e Leptons?
• Quarks e léptons são duas categorias de partículas elementares e tomadas em conjunto, conhecidas como férmions.
• Os quarks combinam-se através de forte interação nuclear para formar hádrons; até agora, nenhuma estrutura interna dos léptons foi descoberta, mas os hádrons têm estrutura interna. Os léptons existem como partículas individuais.
• Os hádrons são partículas mais massivas do que os léptons.
• Os léptons interagem por meio de força eletromagnética e fraca, enquanto os quarks interagem por meio de interações fortes.
