Leptonlar və kvarklar arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, leptonlar təbiətdə fərdi hissəciklər kimi mövcud ola bilər, kvarklar isə ola bilməz.
20-ci əsrə qədər insanlar atomların bölünməz olduğuna inanırdılar, lakin 20-ci əsrin fizikləri atomun daha kiçik parçalara parçalana biləcəyini və bütün atomların müxtəlif tərkiblərdən ibarət olduğunu kəşf etdilər. Buna görə də biz onları atom altı hissəciklər adlandırırıq: proton, neytron və elektron. Bundan əlavə, tədqiqatlar subatomik hissəciklərin də daxili quruluşa sahib olduğunu və daha kiçik şeylərdən ibarət olduğunu göstərir. Beləliklə, bu hissəciklər elementar hissəciklər kimi tanınır və Leptonlar və Kvarklar onların iki əsas kateqoriyasıdır.
Leptonlar nədir?
Elektron, muon (µ), tau (Ƭ) adlandırdığımız hissəciklər və onlara uyğun gələn neytrinolar lepton ailəsi kimi tanınır. Bundan əlavə, elektron, muon və tau -1 yüklüdür və onlar bir-birindən yalnız kütlədən fərqlənirlər. Yəni; muon elektrondan üç dəfə, tau isə elektrondan 3500 dəfə böyükdür. Üstəlik, onların müvafiq neytrinoları neytral və nisbətən kütləsizdir. Aşağıdakı cədvəldə hər bir hissəcik və onların harada tapılacağı ümumiləşdirilmişdir.
| 1st Nəsil | 2nd Nəsil | 3rd Nəsil |
| Elektron (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
– Atomlarda – Beta radioaktivliyində istehsal edilib |
– Kosmik şüalanma nəticəsində atmosferin yuxarı qatında çoxlu sayda əmələ gəlir | – Yalnız laboratoriyalarda müşahidə olunur |
| Elektron neytrino (νe) | Muon neytrino (νµ) | Tau neytrino (νƬ) |
|
– Beta radioaktivliyi – Nüvə reaktorları – Ulduzlarda nüvə reaksiyalarında |
– Nüvə reaktorlarında istehsal edilib – Üst atmosferin kosmik radiasiyası |
– Yalnız laboratoriyalarda yaradılıb |
Bundan başqa, bu daha ağır hissəciklərin sabitliyi birbaşa onların kütlələri ilə əlaqədardır. Buna görə də, kütləvi hissəciklər daha az kütləli hissəciklərə nisbətən daha qısa yarı ömrünə malikdir. Elektron ən yüngül hissəcikdir; buna görə də kainat elektronlarla zəngindir, digər hissəciklər isə nadirdir. Müonlar və tau hissəcikləri yaratmaq üçün yüksək səviyyədə enerji lazımdır. Müasir dövrdə biz onları yalnız yüksək enerji sıxlığının olduğu hallarda görə bilərik. Bundan əlavə, bu hissəcikləri hissəcik sürətləndiricilərində istehsal edə bilərik. Bundan əlavə, leptonlar bir-biri ilə elektromaqnit qarşılıqlı təsir və zəif nüvə qarşılıqlı təsir göstərir. Hər bir lepton hissəciyi üçün antilepton adlandırdığımız antihissəciklər var. Və bu anti-leptonlar oxşar kütlə və əks yükə malikdir. Məsələn, elektronların antihissəciyi pozitronlardır.
Kvarklar nədir?
Kvark elementar hissəciklərin digər əsas kateqoriyasıdır. Kvark ailəsindəki hissəciklərin xassələrini aşağıdakı kimi ümumiləşdirə bilərik. (Hər bir hissəciyin kütləsi adın özündən aşağıdadır. Lakin bu rəqəmlərin dəqiqliyi çox mübahisəlidir).
| Şarj edin | 1st Nəsil | 2nd Nəsil | 3rd Nəsil |
| +2/3 |
Yuxarı 0.33 |
Cazibə 1.58 |
Üst 180 |
| -1/2 |
Aşağı 0.33 |
Qəribə 0.47 |
Alt 4.58 |
Kvarklar bir-biri ilə güclü nüvə qarşılıqlı təsiri ilə kvarkların birləşmələrini əmələ gətirirlər. Bu birləşmələr adronlar kimi tanınır. Əslində, hazırda kainatımızda təcrid olunmuş kvarklar yoxdur. Üstəlik, bu kainatdakı bütün kvarkların hansısa adron şəklində olduğunu söyləmək ağlabatandır. (Ən çox yayılmış və məlum adron növləri proton və neytronlardır).
Şəkil 01: Elementar Hissəciklərin Standart Modeli
Bundan başqa, kvarkların barion sayı kimi tanınan daxili xüsusiyyəti var. Bütün kvarklarda barion sayı 1/3, antikvarklarda isə -1/3 var. Bundan əlavə, elementar hissəciklərin iştirak etdiyi reaksiyada barion sayı kimi tanınan bu xüsusiyyət qorunur.
Bundan başqa, kvarkların ləzzət adlanan başqa bir xüsusiyyəti var. Dad nömrəsi kimi tanınan hissəciyin ləzzətini ifadə etmək üçün bir nömrə təyin edilir. Tatlar Yuxarı (U), Aşağılıq (D), Qəribəlik (S) və s. adlanır. Yuxarı kvark +1 yüksəkliyə, 0 qəribəliyə və Aşağılığa malikdir.
Leptonlar və Kvarklar Arasındakı Fərq Nədir?
Elektronlar, müonlar (µ), tau (Ƭ) və onlara uyğun neytrinolar lepton ailəsi kimi tanınır, kvarklar isə elementar hissəcik növü və maddənin əsas tərkib hissəsidir. Hər ikisini müqayisə edərkən leptonlar və kvarklar arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, leptonlar təbiətdə fərdi hissəciklər kimi mövcud ola bilər, kvarklar isə ola bilməz.
Bundan başqa, leptonlar tam ədəd, kvarkların isə fraksiya yükləri var. Həmçinin, bu hissəciklərin məruz qala biləcəyi qüvvələr nəzərə alındıqda leptonlar və kvarklar arasında daha bir fərq var. Yəni; leptonlar zəif qüvvəyə, cazibə qüvvəsinə və elektromaqnit qüvvəsinə, kvarklar isə güclü qüvvəyə, zəif qüvvəyə, cazibə qüvvəsinə və elektromaqnit qüvvəsinə məruz qalırlar.
Xülasə – Leptonlar Kvarklara qarşı
Qısaca desək, kvarklar və leptonlar elementar hissəciklərin iki kateqoriyasıdır. Birlikdə alındıqda fermionlar kimi tanınırlar. Hər şeydən əvvəl, leptonlar və kvarklar arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, leptonlar təbiətdə fərdi hissəciklər kimi mövcud ola bilər, kvarklar isə ola bilməz.
