Lepton lwn Hadron
Sudah menjadi pemahaman kami selama lebih tiga ratus tahun bahawa jirim terdiri daripada atom. Atom dianggap tidak dapat dibahagikan sehingga abad ke-20. Tetapi ahli fizik abad ke-20 mendapati bahawa atom boleh dipecahkan kepada kepingan yang lebih kecil, dan semua atom dibuat daripada komposisi zarah-zarah ini yang berbeza. Ini dikenali sebagai zarah subatom dan iaitu, proton, neutron dan elektron.
Penyiasatan lanjut mendedahkan bahawa zarah ini (zarah subatom) juga mempunyai struktur dalaman, dan diperbuat daripada benda yang lebih kecil. Zarah ini dikenali sebagai zarah asas, dan Lepton dan Quark dikenali sebagai dua kategori utama zarah asas. Kuark diikat bersama untuk membentuk struktur zarah yang lebih besar dikenali sebagai Hadron.
Lepton
Zarah yang dikenali sebagai elektron, muon (µ), tau (Ƭ) dan neutrino sepadannya dikenali sebagai keluarga lepton. Elektron, muon, dan tau mempunyai cas -1, dan mereka berbeza antara satu sama lain hanya dari jisim. Muon adalah tiga kali lebih jisim daripada elektron, dan tau adalah 3500 kali lebih jisim daripada elektron. Neutrino yang sepadan adalah neutral dan tidak berjisim. Setiap zarah dan tempat untuk mencarinya diringkaskan dalam jadual berikut.
| 1st Generasi | 2nd Generasi | 3rd Generasi |
| Elektron (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
a) Dalam atom b) Dihasilkan dalam radioaktiviti beta |
a) Nombor besar dihasilkan di atmosfera atas oleh sinaran kosmik | Diperhatikan hanya di makmal |
| Neutrino elektron (νe) | Muon neutrino (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
a) Beta radioaktiviti b) Reaktor nuklear c) Dalam tindak balas nuklear dalam bintang |
a) Dihasilkan dalam reaktor nuklear b) Sinaran kosmik atmosfera atas |
Hanya dijana dalam makmal |
Kestabilan zarah yang lebih berat ini secara langsung berkaitan dengan jisimnya. Zarah besar mempunyai separuh hayat yang lebih pendek daripada zarah yang kurang jisim. Elektron ialah zarah paling ringan; itulah sebabnya alam semesta banyak dengan elektron, tetapi zarah-zarah lain jarang berlaku. Untuk menjana zarah muon dan tau, tahap tenaga yang tinggi diperlukan dan pada masa kini hanya boleh dilihat dalam keadaan di mana terdapat ketumpatan tenaga yang tinggi. Zarah ini boleh dihasilkan dalam pemecut zarah. Lepton berinteraksi antara satu sama lain melalui interaksi elektromagnet dan interaksi nuklear yang lemah.
Untuk setiap zarah lepton, terdapat anti-zarah yang dikenali sebagai antilepton. Anti-lepton mempunyai jisim yang sama dan cas berlawanan. Anti-zarah elektron dikenali sebagai positron.
Hardron
Kategori utama lain bagi zarah asas dikenali sebagai kuark. Mereka adalah kuark atas, bawah, pelik, atas, dan bawah. Quark ini mempunyai cas pecahan. Quark juga mempunyai anti-zarah yang dikenali sebagai anti-quark. Mereka mempunyai jisim yang sama tetapi cas bertentangan.
| Caj | 1st Generasi | 2nd Generasi | 3rd Generasi |
| +2/3 |
Naik 0.33 |
Pesona 1.58 |
Atas 180 |
| -1/2 |
Bawah 0.33 |
Pelik 0.47 |
Bawah 4.58 |
N. B. jisim zarah yang ditunjukkan di bahagian bawah adalah dalam GeV/c2.
Zarah ini berinteraksi melalui daya kuat untuk membentuk zarah yang lebih besar dikenali sebagai hadron dan hadron mempunyai cas nombor integer.
Pada asasnya, quark bergabung dengan quark itu sendiri atau dengan anti-quark, untuk membentuk hadron yang stabil. Tiga kategori utama hadron ialah baryon, antibaryon, dan meson. Baryon terdiri daripada tiga quark (qqq) terikat dengan daya yang kuat, dan antibaryon ialah tiga anti-quark ([lateks]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/latex]) terikat. Meson ialah quark dan antiquark ([latex]q\bar{q}[/latex]) berpasangan.
Apakah perbezaan antara Hadron dan Lepton?
• Kuark dan lepton ialah dua kategori zarah asas dan digabungkan, dikenali sebagai fermion.
• Kuark bergabung melalui interaksi nuklear yang kuat untuk membentuk hadron; sehingga kini, tiada struktur dalaman lepton ditemui, tetapi Hadron mempunyai struktur dalaman. Lepton wujud sebagai zarah individu.
• Hadron ialah zarah yang lebih besar berbanding lepton.
• Lepton berinteraksi melalui daya elektromagnet dan lemah, manakala quark berinteraksi melalui interaksi kuat.
