La diferència clau entre els leptons i els quarks és que els leptons poden existir com a partícules individuals a la natura mentre que els quarks no.
Fins al segle XX, la gent creia que els àtoms eren indivisibles, però els físics del segle XX van descobrir que l'àtom es pot trencar en trossos més petits i que tots els àtoms estan fets de diferents composicions. Per tant, les anomenem partícules subatòmiques: és a dir, el protó, el neutró i l'electró. A més, les investigacions revelen que les partícules subatòmiques també tenen estructura interna i estan fetes de coses més petites. Així, aquestes partícules es coneixen com a partícules elementals, i els leptons i els quarks són les seves dues categories principals.
Què són els leptons?
Les partícules que anomenem electrons, muons (µ), tau (Ƭ) i els seus neutrins corresponents es coneixen com la família dels leptons. A més, l'electró, el muó i el tau tenen una càrrega de -1 i només es diferencien entre si per la massa. Això és; el muó és tres vegades més massiu que l'electró, i tau és 3500 vegades més gran que l'electró. A més, els seus neutrins corresponents són neutres i relativament sense massa. La taula següent resumeix cada partícula i on trobar-les.
| 1st Generació | 2nd Generació | 3rd Generació |
| Electró (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
– En àtoms – Produït en radioactivitat beta |
– Grans nombres produïts a l'atmosfera superior per radiació còsmica | – S'observa només als laboratoris |
| Neutrí d'electrons (νe) | Neutrí muònic (νµ) | Neutrí Tau (νƬ) |
|
– Radioactivitat beta – Reactors nuclears – En reaccions nuclears a les estrelles |
– Produït en reactors nuclears – Radiació còsmica de l'atmosfera superior |
– Només es genera als laboratoris |
A més, l'estabilitat d'aquestes partícules més pesades es relaciona directament amb les seves masses. Per tant, les partícules massives tenen una vida mitjana més curta que les menys massives. L'electró és la partícula més lleugera; per això l'univers és abundant amb electrons, i les altres partícules són rares. Per generar muons i partícules tau, necessitem un alt nivell d'energia. En l'actualitat, només podem veure'ls en casos en què hi ha una alta densitat d'energia. A més, podem produir aquestes partícules en acceleradors de partícules. A més, els leptons interactuen entre ells per interacció electromagnètica i interacció nuclear feble. Per a cada partícula de leptons, hi ha antipartícules que anomenem antileptons. I, aquests anti-leptons tenen massa similar i càrrega oposada. Per exemple, les antipartícules dels electrons són els positrons.
Què són els quarks?
Quark és l' altra gran categoria de partícules elementals. Podem resumir les propietats de les partícules de la família dels quarks de la següent manera. (La massa de cada partícula està per sota del propi nom. Tanmateix, la precisió d'aquests nombres és molt discutible).
| Càrrec | 1st Generació | 2nd Generació | 3rd Generació |
| +2/3 |
Amunt 0,33 |
Encant 1,58 |
Top 180 |
| -1/2 |
Avall 0,33 |
estrany 0,47 |
Baix 4,58 |
Els quarks interactuen fortament entre ells mitjançant una forta interacció nuclear per formar combinacions de quarks. Aquestes combinacions es coneixen com a hadrons. De fet, actualment no existeixen quarks aïllats al nostre univers. A més, és raonable dir que tots els quarks d'aquest univers estan en alguna forma d'hadrons. (Els tipus més comuns i coneguts dels hadrons són els protons i els neutrons).
Figura 01: model estàndard de partícules elementals
A més, els quarks tenen una propietat interna coneguda com el nombre barió. Tots els quarks tenen un nombre bariònic d'1/3, i els antiquarks tenen un nombre barió -1/3. A més, en una reacció que implica partícules elementals, aquesta propietat coneguda com a nombre barió es conserva.
A més, els quarks tenen una altra propietat anomenada sabor. S'assigna un número per indicar el sabor de la partícula conegut com a número de sabor. Els sabors s'anomenen Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) i així successivament. El quark up té una pujada de +1 mentre que 0 estranyesa i Downness.
Quina diferència hi ha entre els leptons i els quarks?
Els electrons, muons (µ), tau (Ƭ) i els seus neutrins corresponents es coneixen com la família dels leptons, mentre que els quarks són un tipus de partícula elemental i un constituent fonamental de la matèria. Quan es comparen tots dos, la diferència clau entre leptons i quarks és que els leptons poden existir com a partícules individuals a la natura mentre que els quarks no.
A més, els leptons tenen càrregues senceres mentre que els quarks tenen càrregues fraccionàries. A més, hi ha una diferència més entre leptons i quarks quan es tenen en compte les forces a les quals poden estar sotmeses aquestes partícules. Això és; els leptons estan sotmesos a força feble, força gravitatòria i força electromagnètica, mentre que els quarks estan sotmesos a força forta, força feble, força gravitatòria i força electromagnètica.
Resum: Leptons vs Quarks
En resum, els quarks i els leptons són dues categories de partícules elementals. Quan es prenen junts, es coneixen com a fermions. Sobretot, la diferència clau entre leptons i quarks és que els leptons poden existir com a partícules individuals a la natura mentre que els quarks no.
