La diferencia clave entre los leptones y los quarks es que los leptones pueden existir como partículas individuales en la naturaleza, mientras que los quarks no.
Hasta el siglo XX, la gente creía que los átomos eran indivisibles, pero los físicos del siglo XX descubrieron que el átomo se puede dividir en pedazos más pequeños y que todos los átomos están hechos de diferentes composiciones. Por lo tanto, las llamamos partículas subatómicas: a saber, el protón, el neutrón y el electrón. Además, las investigaciones revelan que las partículas subatómicas también tienen estructura interna y están hechas de cosas más pequeñas. Por lo tanto, estas partículas se conocen como partículas elementales, y los leptones y los quarks son sus dos categorías principales.
¿Qué son los leptones?
Las partículas que llamamos electrones, muones (µ), tau (Ƭ) y sus correspondientes neutrinos se conocen como la familia de los leptones. Además, el electrón, el muón y el tau tienen una carga de -1 y se diferencian entre sí solo en la masa. Eso es; el muón es tres veces más masivo que el electrón y tau es 3500 veces más grande que el electrón. Además, sus neutrinos correspondientes son neutros y relativamente sin masa. La siguiente tabla resume cada partícula y dónde encontrarlas.
| 1st Generación | 2nd Generación | 3rd Generación |
| Electrón (e) | Muón (µ) | Tau (Ƭ) |
|
– En átomos – Producido en radiactividad beta |
– Grandes cantidades producidas en la atmósfera superior por la radiación cósmica | – Observado solo en laboratorios |
| neutrino electrónico (νe) | neutrino muónico (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
– Radioactividad beta – Reactores nucleares – En reacciones nucleares en las estrellas |
– Producido en reactores nucleares – Radiación cósmica de la atmósfera superior |
– Solo generado en laboratorios |
Además, la estabilidad de estas partículas más pesadas se relaciona directamente con sus masas. Por lo tanto, las partículas masivas tienen una vida media más corta que las menos masivas. El electrón es la partícula más ligera; por eso el universo es abundante en electrones, y las demás partículas son escasas. Para generar muones y partículas tau, necesitamos un alto nivel de energía. En la actualidad, podemos verlos solo en instancias donde hay una alta densidad de energía. Además, podemos producir estas partículas en aceleradores de partículas. Además, los leptones interactúan entre sí por interacción electromagnética e interacción nuclear débil. Para cada partícula de leptón, hay antipartículas que llamamos antileptones. Y estos anti-leptones tienen masa similar y carga opuesta. Por ejemplo, la antipartícula de los electrones son los positrones.
¿Qué son los quarks?
Quark es la otra categoría principal de partículas elementales. Podemos resumir las propiedades de las partículas de la familia de los quarks de la siguiente manera. (La masa de cada partícula está debajo del nombre mismo. Sin embargo, la precisión de estos números es muy discutible).
| Cobro | 1st Generación | 2nd Generación | 3rd Generación |
| +2/3 |
Arriba 0.33 |
Encanto 1.58 |
Arriba 180 |
| -1/2 |
Abajo 0.33 |
Extraño 0.47 |
Abajo 4.58 |
Los quarks interactúan fuertemente entre sí mediante una fuerte interacción nuclear para formar combinaciones de quarks. Estas combinaciones se conocen como hadrones. De hecho, los quarks aislados no existen en nuestro universo en la actualidad. Además, es razonable decir que todos los quarks de este universo tienen alguna forma de hadrones. (Los tipos de hadrones más comunes y conocidos son los protones y los neutrones).
Figura 01: Modelo Estándar de Partículas Elementales
Además, los quarks tienen una propiedad interna conocida como número bariónico. Todos los quarks tienen un número bariónico de 1/3 y los antiquarks tienen un número bariónico de -1/3. Además, en una reacción en la que intervienen partículas elementales, se conserva esta propiedad conocida como número bariónico.
Además, los quarks tienen otra propiedad llamada sabor. Se asigna un número para indicar el sabor de la partícula conocido como número de sabor. Los sabores se denominan Upness (U), Downness (D), Strangeness (S), etc. El quark up tiene una upness de +1 mientras que 0 extrañeza y Downness.
¿Cuál es la diferencia entre leptones y quarks?
Los electrones, muones (µ), tau (Ƭ) y sus correspondientes neutrinos se conocen como la familia de los leptones mientras que los quarks son un tipo de partícula elemental y constituyente fundamental de la materia. Al comparar ambos, la diferencia clave entre los leptones y los quarks es que los leptones pueden existir como partículas individuales en la naturaleza, mientras que los quarks no pueden.
Además, los leptones tienen cargas enteras mientras que los quarks tienen cargas fraccionarias. Además, existe otra diferencia entre los leptones y los quarks cuando se consideran las fuerzas a las que pueden estar sujetas estas partículas. Eso es; los leptones están sujetos a la fuerza débil, la fuerza gravitacional y la fuerza electromagnética, mientras que los quarks están sujetos a la fuerza fuerte, la fuerza débil, la fuerza gravitacional y la fuerza electromagnética.
Resumen: leptones frente a quarks
En resumen, los quarks y los leptones son dos categorías de partículas elementales. Cuando se toman juntos, se conocen como fermiones. Sobre todo, la diferencia clave entre los leptones y los quarks es que los leptones pueden existir como partículas individuales en la naturaleza, mientras que los quarks no pueden.
