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Quelle est la différence entre les quarks et leptons?

Quelle est la différence entre les quarks et leptons?

La physique des particules est le sous-champ de la physique qui traite de l'étude des particules subatomiques élémentaires - les particules qui composent les atomes. Au début du 20e siècle, de nombreuses percées expérimentales ont été faites que proposé que les atomes, que l'on croyait être la plus petite composante de la matière, ont été constitués de particules encore plus petites. Les nouvelles théories ont été élaborées pour expliquer cette (tel que le modèle standard de la physique des particules), de nombreuses nouvelles expériences ont été conçues (en utilisant des équipements tels que les accélérateurs de particules) et il est devenu peu à peu évident que les particules qui composent les atomes peuvent être décomposé encore plus loin. Deux exemples de ces particules sont les quarks et les leptons, et bien que ces types de particules ont beaucoup en commun, leurs différences sont souvent très nette.

Quarks et les leptons sont deux particules fondamentales


Quarks (nommés par prix Nobel Murray Gell-Mann après une citation dans le livre "Finnegans Wake" de James Joyce) et les leptons sont actuellement considérés comme les particules les plus fondamentales qui existent; autrement dit, ils ne peuvent pas être décomposés en d'autres particules constitutives. Les quarks et les leptons sont également pas eux-mêmes particules; plutôt, ils se réfèrent à des familles de particules, contenant chacun six membres. La famille de quark de particules se compose d'un maximum, les particules vers le bas, haut, bas, charme et étranges, tandis que leptons se composent de l'électron, neutrino électronique, muon, neutrino muonique, tau et les particules de neutrinos tau. Il ya aussi des antiparticules associée à chaque particule, l'antiparticule étant le miroir en face de la particule correspondante (par exemple ayant la charge opposée).

Leptons avoir la charge Integer; Quarks Have charge fractionnaire


Leptons ont une charge électrique soit une unité de charge fondamentale (définie comme la charge d'un seul électron), dans le cas de l'électron, muon ou tau, ou sans frais, dans le cas des neutrinos correspondants. Quarks, d'autre part, ont chacune des fractions des charges (+/- +/- 3.1 ou 3.2, selon le quark). Lorsque ces quarks sont regroupés, la somme de leurs charges ajoute toujours jusqu'à une charge entière. Par exemple, si deux quarks up et un quark down (avec frais de +2/3 et -1/3, respectivement) sont regroupés, la somme des charges se élève à 1, et une nouvelle particule est créé. Cette nouvelle particule est le proton, l'un des principaux composants du noyau atomique.

Leptons peuvent exister librement; Quarks ne peuvent


Alors que tous les quarks ont une charge fractionnaire, un quark ne existera jamais librement dans la nature; ce est parce que d'une force fondamentale connu sous le nom de «force forte." La force forte, qui est médiée par des particules porteuses de force appelés gluons, agit dans le noyau des atomes et maintient quarks attirés l'un vers l'autre. La force entre quarks augmente car ils se écartent, se assurer que un quark libre ne est jamais détectée. Le champ d'étude consacré aux interactions entre les quarks et les gluons est appelée la chromodynamique quantique (QCD). Leptons, d'autre part, sont des particules très «indépendants», et sont peuvent être isolés.

Quarks et les leptons sont soumis à des forces fondamentales


Il ya quatre forces fondamentales de la nature: la force forte (qui détient noyaux atomiques et les quarks ensemble), la force faible (qui est responsable de la désintégration radioactive), la force électromagnétique (qui aide à garder les atomes ensemble) et la force de gravitation (qui agit ne importe quel objet avec une masse ou d'énergie dans l'univers). Quarks sont soumis à toutes les forces fondamentales; leptons, d'autre part, sont soumis à toutes les forces à l'exception de la force forte. Ce est parce que la force forte a une très courte distance, typiquement inférieure à celle d'un noyau atomique; par conséquent, la force forte est généralement limitée à cette zone. Les forces faibles, électromagnétiques et gravitationnelles, d'autre part, peuvent agir sur une distance beaucoup plus grande que la force forte boîte.




        

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