ความแตกต่างระหว่าง Leptons และ Quark: Leptons vs Quarks

Anonim

Leptons vs Quarks

มันมี เป็นความเข้าใจของเรามานานกว่าสามร้อยปีแล้วว่าเรื่องประกอบด้วยอะตอม อะตอมถูกคิดว่าไม่สามารถแยกได้จนกระทั่งศตวรรษที่ 20 แต่นักฟิสิกส์ยุคศตวรรษที่ 20 ค้นพบว่าอะตอมสามารถแตกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ได้และอะตอมทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคต่างๆของอนุภาคเหล่านี้ อนุภาคเหล่านี้เรียกว่า subatomic particles ได้แก่ โปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอน

การตรวจสอบเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าอนุภาคเหล่านี้ (อนุภาคของอนุภาคมีโครงสร้างภายในและทำจากสิ่งเล็ก ๆ) อนุภาคเหล่านี้เรียกว่าอนุภาคมูลฐานและมี Leptons และ Quarks เป็นสองประเภทหลัก ควาร์กถูกจับเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโครงสร้างอนุภาคขนาดใหญ่ที่เรียกว่า Hadrons

Leptons

อนุภาคที่เรียกว่าอิเล็กตรอน muons (μ), tau (Ƭ) และ neutrinos ที่เหมือนกันจะเรียกว่า family of leptons อิเลคตรอน muon และ tau มีค่า -1 ซึ่งแตกต่างจากมวลเพียงอย่างเดียว muon มีขนาดใหญ่กว่าอิเล็กตรอนถึงสามเท่าและเอกภพมีขนาดใหญ่กว่าอิเล็กตรอน 3500 เท่า neutrinos ของพวกเขาที่เป็นกลางเป็นกลางและค่อนข้างหนาแน่น อนุภาคแต่ละตัวและตำแหน่งที่จะพบได้สรุปไว้ในตารางต่อไปนี้

1

2

Muon (μ)

a) ในอะตอม b) ผลิตในกัมมันตภาพรังสีเบต้า a) จำนวนมากที่ผลิตในชั้นบรรยากาศโดยการแผ่รังสีจักรวาล

สังเกตเฉพาะใน ห้องปฏิบัติการ 999 อิเล็กตรอนนิวทริโน่ e

Muon neutrino (

μ

)

Tau neutrino (

ข) เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

c) ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ในดาวฤกษ์ a) ผลิตในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (b) รังสีคอสมิกในชั้นบรรยากาศ < > สร้างขึ้นเฉพาะในห้องปฏิบัติการ ความมั่นคงของอนุภาคที่หนักกว่าเหล่านี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับมวลของพวกมัน อนุภาคขนาดใหญ่มีครึ่งชีวิตสั้นลงกว่าอนุภาคที่มีมวลน้อยกว่า อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่มีน้ำหนักเบาที่สุด นั่นคือเหตุผลที่จักรวาลมากมายกับอิเล็กตรอน แต่อนุภาคอื่น ๆ หาได้ยาก เพื่อสร้างอนุภาค muons และ tau จำเป็นต้องใช้พลังงานในระดับสูงและในปัจจุบันสามารถมองเห็นได้เฉพาะในกรณีที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงเท่านั้น อนุภาคเหล่านี้สามารถผลิตได้ในตัวเร่งอนุภาค เลปตังโต้ตอบกันโดยการปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าและปฏิสัมพันธ์นิวเคลียร์ที่อ่อนแอ สำหรับแต่ละอนุภาค lepton มีอนุภาคต่อต้านอนุภาคที่เรียกว่า antileptons Anti-leptons มีมวลที่เหมือนกันและมีค่าใช้จ่ายตรงข้ามอนุภาคของอิเล็กตรอนที่เรียกว่า positrons

Quark อนุภาคมูลฐานอื่น ๆ ของอนุภาคมูลฐานเรียกว่าควาร์ก เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์รู้สึกเบื่อหน่ายกับการให้ชื่อต่างประเทศที่ยากสำหรับอนุภาคที่พวกเขาพบพวกเขาได้รับชื่อสามัญเป็นขึ้นลงแปลกและมีเสน่ห์ สมบัติของอนุภาคแต่ละตัวสามารถสรุปได้ดังนี้ (มวลของอนุภาคแต่ละตัวจะปรากฏใต้ชื่อตัวเองความถูกต้องของตัวเลขเหล่านี้เป็นที่ถกเถียงกันอย่างมาก) ค่าใช้จ่าย 1

รุ่น 2 รุ่น

3

รุ่น

+2/3

ขึ้น

0 33

Charm

1 58

สูงสุด

180

-1/2

ลง 0 33 แปลก

0 47 ล่าง 4 58

ควาร์กโต้ตอบกันอย่างมากโดยการปฏิสัมพันธ์ของนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งเพื่อสร้างรูปแบบของควาร์ก ชุดค่าผสมเหล่านี้เรียกว่า Hadrons ในความเป็นจริงควาร์กที่แยกได้ไม่มีอยู่ในจักรวาลของเราในปัจจุบัน มีเหตุผลที่จะบอกว่าทุกควาร์กในเอกภพนี้อยู่ในรูปของแฮนรอนบางส่วน Quarks มีคุณสมบัติภายในซึ่งเป็นชื่อเดียวที่รู้จักกันในชื่อหมายเลข baryon ควาร์กทั้งหมดมีจำนวน baryon เท่ากับ 1/3 และแอนตี้ - ควาร์กมีหมายเลขบิวสัน -1/3 ในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคมูลฐานคุณสมบัตินี้เรียกว่าเลขแบริสันถูกสงวนไว้ มีคุณสมบัติอื่น ๆ ซึ่งไม่สามารถแบ่งแยกได้อย่างชัดเจนว่าเป็นคุณสมบัติภายใน Quarks มีคุณสมบัติอื่นที่เรียกว่ารส หมายเลขจะถูกกำหนดให้แสดงถึงรสของอนุภาคที่เรียกว่าหมายเลขรส รสชาติจะเรียกว่า Upness (U), Downness (D), แปลก (S) และอื่น ๆ ควาร์กขึ้นมีความสูง +1 และ 0 และ Downness

ประเภทของฮอนอร์ส่วนใหญ่รู้จักและรู้จักกันดีคือโปรตอนและนิวตรอน

อะไรคือความแตกต่างระหว่าง Leptons และ Quarks?

•ควอนตั้มและแอนติบอดีเป็นอนุภาคพื้นฐานสองประเภทและเมื่อรวมกันเรียกว่า fermions

• Leptons มีปฏิสัมพันธ์ที่ไม่โต้ตอบน้อยลง แต่โต้ตอบผ่านปฏิกิริยาแม่เหล็กไฟฟ้าและอ่อนแอ ควาร์กมีปฏิสัมพันธ์ผ่านการปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่ง

• Leptons สามารถอยู่เป็นอนุภาคในธรรมชาติได้ แต่ควาร์กมีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งมาก เพราะฉะนั้นฟอร์ม hadrons

อนุภาค Lepton, อิเล็กตรอน, muon และ tau มีประจุลบหนึ่งตัวซึ่งเป็นประจุของอิเล็กตรอน ค่อนข้างมีมวลน้อยมาก เมื่อเทียบกับฮาร์รอนนิวทริโน่จะถือว่าไม่อิ่มและไม่มีค่าใช้จ่าย

• Quarks มีค่าบริการเศษเช่น -1/3 และ 2/3 และหนักกว่า lepton มาก สิ่งที่มองเห็นได้ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของฮาดรอน