Лептондар және адрондар
Материя атомдардан тұратынын үш жүз жылдан астам уақыт бойы түсінеміз. Атомдар 20 ғасырға дейін бөлінбейтін болып саналады. Бірақ 20 ғасырдың физигі атомды кішірек бөліктерге бөлуге болатынын және барлық атомдар осы бөлшектердің әртүрлі құрамдарынан жасалғанын анықтады. Олар субатомдық бөлшектер, атап айтқанда, протон, нейтрон және электрон ретінде белгілі.
Ары қарай зерттеу бұл бөлшектердің (субатомдық бөлшектердің) де ішкі құрылымы бар екенін және олар кішірек заттардан жасалғанын көрсетеді. Бұл бөлшектер элементар бөлшектер деп аталады, ал лептондар мен кварктар элементар бөлшектердің екі негізгі категориясы екені белгілі. Кварктар адрондар деп аталатын үлкенірек бөлшектер құрылымын құру үшін бір-бірімен байланысады.
Лептондар
Электрондар, мюондар (µ), тау (Ƭ) деп аталатын бөлшектер және оларға сәйкес нейтринолар лептондар отбасы ретінде белгілі. Электронның, мюонның және таудың заряды -1 және олар бір-бірінен тек массасы бойынша ғана ерекшеленеді. Мюонның массасы электроннан үш есе, ал тау электроннан 3500 есе үлкен. Олардың сәйкес нейтринолары бейтарап және салыстырмалы түрде массасы жоқ. Әрбір бөлшек және оларды қайдан табуға болатыны келесі кестеде жинақталған.
| 1st Буын | 2nd Буын | 3rd Буын |
| Электрон (e) | Муон (µ) | Тау (Ƭ) |
|
a) Атомдарда b) Бета радиоактивтілікте өндірілген |
a) Атмосфераның жоғарғы қабатында ғарыштық сәулелену нәтижесінде пайда болатын үлкен сандар | Тек зертханаларда бақыланады |
| Электронды нейтрино (νe) | Мюон нейтрино (νµ) | Тау нейтрино (νƬ) |
|
a) Бета радиоактивтілік b) Ядролық реакторлар c) Жұлдыздардағы ядролық реакцияларда |
a) Ядролық реакторларда өндірілген b) Жоғарғы атмосфералық ғарыштық радиация |
Тек зертханаларда жасалған |
Бұл ауыр бөлшектердің тұрақтылығы олардың массасына тікелей байланысты. Массивті бөлшектердің жартылай ыдырау кезеңі массасы аз бөлшектерге қарағанда қысқа болады. Электрон – ең жеңіл бөлшек; сондықтан ғаламда электрондар көп, бірақ басқа бөлшектер сирек кездеседі. Мюондар мен тау бөлшектерін генерациялау үшін энергияның жоғары деңгейі қажет және қазіргі уақытта энергия тығыздығы жоғары болған жағдайларда ғана көрінеді. Бұл бөлшектер бөлшектердің үдеткіштерінде өндірілуі мүмкін. Лептондар бір-бірімен электромагниттік әрекеттесу және әлсіз ядролық әрекеттесу арқылы әрекеттеседі.
Әрбір лептондық бөлшек үшін антилептондар деп аталатын қарсы бөлшектер бар. Антилептондардың массасы ұқсас және заряды қарама-қарсы. Электронның антибөлшегі позитрондар ретінде белгілі.
Хардрондар
Элементар бөлшектердің басқа негізгі категориясы кварктар деп аталады. Олар жоғары, төмен, біртүрлі, жоғарғы және төменгі кварктар. Бұл кварктардың бөлшек зарядтары бар. Кварктардың антикварк деп аталатын қарсы бөлшектері де бар. Олардың массасы бірдей, бірақ зарядтары қарама-қарсы.
| Зарядтау | 1st Буын | 2nd Буын | 3rd Буын |
| +2/3 |
Жоғары 0,33 |
Сұлулық 1,58 |
Үздік 180 |
| -1/2 |
Төмен 0,33 |
Біртүрлі 0,47 |
Төменгі 4,58 |
Н. Б. төменгі жағында көрсетілген бөлшектердің массалары GeV/c2.
Бұл бөлшектер адрондар деп аталатын үлкенірек бөлшектерді қалыптастыру үшін күшті күш арқылы әрекеттеседі және адрондар бүтін сан зарядына ие.
Негізінен кварктар кварктардың өзімен немесе антикварктермен қосылып, тұрақты адрондар түзеді. Адрондардың үш негізгі категориясы бариондар, антибариондар және мезондар. Бариондар күшті күшпен байланысқан үш кварктан (qqq), ал антибариондар үш антикварктан ([латекс]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/латекс]) тұрады. Мезондар – кварк пен антикварк ([латекс]q\bar{q}[/латекс]) бірге жұпталған.
Адрондар мен лептондардың айырмашылығы неде?
• Кварктар мен лептондар элементар бөлшектердің екі категориясы және бірге алынған, фермиондар деп аталады.
• Кварктар күшті ядролық әсерлесу арқылы адрондар түзеді; Осы уақытқа дейін лептондардың ішкі құрылымдары ашылған жоқ, бірақ адрондардың ішкі құрылымы бар. Лептондар жеке бөлшектер ретінде болады.
• Адрондар лептондарға қарағанда массивтірек бөлшектер.
• Лептондар электромагниттік және әлсіз күш арқылы әрекеттеседі, ал кварктер күшті әрекеттесу арқылы әрекеттеседі.
