Leptones vs Hadrones
Hace más de trescientos años que entendemos que la materia se compone de átomos. Se pensaba que los átomos eran indivisibles hasta el siglo XX. Pero el físico del siglo XX descubrió que el átomo se puede romper en pedazos más pequeños, y todos los átomos están hechos de diferentes composiciones de estas partículas. Estas se conocen como partículas subatómicas y, a saber, el protón, el neutrón y el electrón.
Investigaciones posteriores revelan que estas partículas (partículas subatómicas) también tienen una estructura interna y están hechas de cosas más pequeñas. Estas partículas se conocen como partículas elementales, y se sabe que los leptones y los quarks son dos categorías principales de partículas elementales. Los quarks se unen para formar una estructura de partículas más grande conocida como hadrones.
Leptones
Las partículas conocidas como electrones, muones (µ), tau (Ƭ) y sus correspondientes neutrinos se conocen como la familia de los leptones. El electrón, el muón y el tau tienen una carga de -1 y se diferencian entre sí solo por la masa. El muón es tres veces más masivo que el electrón y tau es 3500 veces más masivo que el electrón. Sus neutrinos correspondientes son neutros y relativamente sin masa. Cada partícula y dónde encontrarlas se resumen en la siguiente tabla.
| 1st Generación | 2nd Generación | 3rd Generación |
| Electrón (e) | Muón (µ) | Tau (Ƭ) |
|
a) En átomos b) Producido en radiactividad beta |
a) Grandes cantidades producidas en la atmósfera superior por la radiación cósmica | Observado solo en laboratorios |
| neutrino electrónico (νe) | neutrino muónico (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
a) Radioactividad beta b) Reactores nucleares c) En reacciones nucleares en las estrellas |
a) Producido en reactores nucleares b) Radiación cósmica de la atmósfera superior |
Solo generado en laboratorios |
La estabilidad de estas partículas más pesadas está directamente relacionada con sus masas. 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, pero las demás partículas son escasas. Para generar muones y partículas tau, se necesita un alto nivel de energía y, en la actualidad, solo se puede ver en instancias donde hay una alta densidad de energía. Estas partículas se pueden producir en aceleradores de partículas. Los leptones interactúan entre sí mediante la interacción electromagnética y la interacción nuclear débil.
Para cada partícula de leptón, hay antipartículas conocidas como antileptones. Los antileptones tienen masa similar y carga opuesta. La antipartícula del electrón se conoce como positrones.
Hardrones
La otra categoría principal de las partículas elementales se conoce como quarks. Son quarks arriba, abajo, extraño, arriba y abajo. Estos quarks tienen cargas fraccionarias. Los quarks también tienen antipartículas conocidas como antiquarks. Tienen la misma masa pero carga opuesta.
| 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 |
N. B. las masas de partículas que se muestran en la parte inferior están en GeV/c2.
Estas partículas interactúan a través de una gran fuerza para formar partículas más grandes conocidas como hadrones y los hadrones tienen una carga de número entero.
Básicamente, los quarks se combinan con los propios quarks o con antiquarks para formar hadrones estables. Las tres categorías principales de hadrones son los bariones, los antibariones y los mesones. Los bariones consisten en tres quarks (qqq) unidos con fuerza fuerte, y los antibariones son tres antiquarks ([latex]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/latex]) unidos. Los mesones son quark y antiquark ([latex]q\bar{q}[/latex]) emparejados.
¿Cuál es la diferencia entre hadrones y leptones?
• Los quarks y los leptones son dos categorías de partículas elementales y, en conjunto, se conocen como fermiones.
• Los quarks se combinan a través de una fuerte interacción nuclear para formar hadrones; hasta ahora, no se han descubierto estructuras internas de leptones, pero los hadrones tienen estructura interna. Los leptones existen como partículas individuales.
• Los hadrones son partículas más masivas en comparación con los leptones.
• Los leptones interactúan mediante fuerzas electromagnéticas y débiles, mientras que los quarks interactúan mediante interacciones fuertes.
