Atšķirības starp Leptoniem un Kvarkiem

Starp mums nav daudz tādu, kuri zinātu, kas ir leptoni vai kvarki, nemaz nerunājot par spēju tos atšķirt! Tiem, kam ir kāds sakars ar fiziku, it īpaši daļiņu fiziku, viņi, iespējams, varēs atpazīt to, ko mēs saucam par leptoniem vai kvarkiem.

Tā kā pētījumi notiek dažādos mācību priekšmetos, izmantojot jaunākās tehnoloģijas un neticamu programmatūras palīdzību, katru dienu tiek atklāts vai izgudrots kaut kas jauns. Tas pats ir ar fiziku; zinātnieki vai fiziķi, lai būtu precīzi, turpina atklāt jaunas parādības, procesus, kā arī daļiņas. Viena no šādām ar fiziku saistītām tēmām, kas pēdējā laikā ir piesaistījusi lielu uzmanību, ir mazāku un vēl mazāku daļiņu izpēte. Zinātnieki mēģina nokļūt kaut kā bāzē; ja kaut kas eksistē, tad kas to padara? No kā tas sastāv? Tas noved pie tā, ka tiek atklātas mazākas un pat mazākas daļiņas. Tomēr jebkuras konkrētas daļiņas sakņu izsekošanai ir ierobežojums; nāk punkts, kurā ir atklātas visvienkāršākās daļiņas, kas ir gandrīz visu struktūru vienības; un tie ir leptoni un kvarki. Abas ir jebkuras struktūras pamatdaļiņas, taču tām ir dažas būtiskas atšķirības.

Leptoni ietver daļiņas, piemēram, muonus un elektronus. Kopumā ir 6 leptoni, un katram no šiem leptoniem ir savs unikālais antileptona ekvivalents. Katram muonam, elektronam un taonam (trīs dažādi leptonu tipi) ar to ir saistīts atbilstošais neitrīno (cits leptona tips). Parasti leptoni nepiedalās spēcīgā mijiedarbībā un pat netiek uzskatīts, ka tie atrodas kodolā. Runājot par Quarks, ir arī 6 no tiem, kas ir sagrupēti, lai veidotu 3 pārus (proti, augšā un apakšā, augšā un lejā, apburoši un dīvaini). Iespējams, ka lielākā daļa no jums ir dzirdējuši vārdus protoni un neitroni, kurus kopīgi sauc par hadroniem. Kvarki ir protonu, neitronu, kā arī citu daļiņu pamatvienības, kuras iepriekš tika uzskatītas par visvienkāršākajām pamata daļiņām. Tas, kas raksturīgs kvarkiem, ir tas, ka to lādiņa lielums ir tikai neliela elektrona lādiņa daļa. Pretstatā leptoniem, kvarki atrodas kodolā un var piedalīties mijiedarbībās.

Svarīga ir maksas atšķirība; leptoniem, kas dažreiz tiek sadalīti divās grupās, proti, leptoniem un leptona-neitrīno, lādiņi ir attiecīgi -1 un 0. Tomēr kvarkiem ir maksa, kas ir vai nu -1/3 (par leju, no apakšas un dīvaini) vai +2/3 (par augšpusi, šarmu un uz augšu). Īsāk sakot, leptoniem ir veseli skaitļi, turpretim kvarkiem ir dalītas maksas.

Pārejot leptoni var brīvi pastāvēt, bet kvarki nevar. Pamata spēka dēļ, kas pazīstams kā “spēcīgais spēks”, kvarks dabā nekad nepastāvēs brīvi. Šis spēks notur kvarkus pievilktus viens otram vai kodolam un palielinās, kad šie kvarki pārvietojas tālāk viens no otra. Tas izskaidro faktu, ka gandrīz neiespējami atklāt brīvu kvarku. No četriem spēku veidiem kvarki ir pakļauti spēcīgam spēkam, vājajam spēkam (spēkam, kas atbild par radioaktīvo sabrukšanu), elektromagnētiskajam spēkam (kas ir iemesls, kāpēc atomi pieķeras kopā) un gravitācijas spēkam (kas parasti darbojas uz jebkuru objektu ar enerģija vai masa Visumā). No otras puses, leptoni ir pakļauti visiem šiem pēdējiem 3 spēkiem, taču, tā kā starp tiem nav spēcīgākā spēka, leptoni var brīvi pastāvēt. Sakarā ar to, ka spēcīgajam spēkam ir ļoti mazs diapazons, lai gan atlikušie trīs spēki var darboties lielākos diapazonos, leptoni nav spēcīga spēka ietekmē.

Punktos izteikto atšķirību kopsavilkums

1. Gan leptoni, gan kvarki ir visu struktūru pamatvienības; leptoni ietver protonus, neitronus, muonus, elektronus utt., kvarki ietver augšējo, apakšējo, augšup, uz leju, dīvaino un šarmu
2. Kodolā var būt leptoni (piemēram, neitroni un protoni, ko kopīgi sauc par nukleoniem), bet parasti tur to neredz; kodolā eksistē kvarki
3. Leptoni nepiedalās spēcīgā mijiedarbībā; kvarki piedalās mijiedarbībās
4. Leptoniem ir veseli skaitļi, turpretim kvarkiem ir dalītas maksas
5. Leptoni var brīvi pastāvēt; kvarki nevar
6. Gan vājā, gan gravitācijas, gan elektromagnētiskā spēka ietekmē; tikai kvarki spēcīgā spēkā