Leptons vs Hadrons
Imekuwa ufahamu wetu kwa zaidi ya miaka mia tatu kwamba maada hujumuisha atomi. Atomu zinafikiriwa kuwa hazigawanyiki hadi karne ya 20. Lakini mwanafizikia wa karne ya 20 aligundua kwamba atomi inaweza kugawanywa katika vipande vidogo, na atomi zote zimeundwa kwa utunzi tofauti wa chembe hizi. Hizi hujulikana kama chembe ndogo ndogo na yaani, protoni, neutroni, na elektroni.
Uchunguzi zaidi unaonyesha kuwa chembe hizi (chembe ndogo ndogo) pia zina muundo wa ndani, na zimeundwa kwa vitu vidogo zaidi. Chembe hizi hujulikana kama chembe za msingi, na Leptons na Quarks zinajulikana kuwa aina mbili kuu za chembe za msingi. Quark huunganishwa pamoja na kuunda muundo wa chembe kubwa unaojulikana kama Hadrons.
Leptons
Chembe zinazojulikana kama elektroni, muoni (µ), tau (Ƭ) na neutrino zinazolingana zinajulikana kama familia ya leptoni. Elektroni, muon, na tau zina malipo ya -1, na zinatofautiana kutoka kwa wingi tu. Muon ni mkubwa mara tatu zaidi ya elektroni, na tau ni kubwa mara 3500 zaidi ya elektroni. Neutrinos zao zinazolingana hazina upande wowote na hazina wingi. Kila chembe na mahali pa kuzipata zimefupishwa katika jedwali lifuatalo.
| 1st Kizazi | 2nd Kizazi | 3rd Kizazi |
| Elektroni (e) | Muon (µ) | Tau (Ƭ) |
|
a) Katika atomi b) Imetolewa katika mionzi ya beta |
a) Nambari kubwa zinazozalishwa katika anga ya juu na mionzi ya cosmic | Huangaliwa katika maabara pekee |
| Neutrino ya elektroni (νe) | Muon neutrino (νµ) | Tau neutrino (νƬ) |
|
a) Mionzi ya Beta b) Vinu vya nyuklia c) Katika athari za nyuklia kwenye nyota |
a) Imetolewa katika vinu vya nyuklia b) Mionzi ya anga ya juu ya ulimwengu |
Imezalishwa katika maabara pekee |
Uthabiti wa chembe hizi nzito unahusiana moja kwa moja na wingi wao. Chembe kubwa zina nusu ya maisha mafupi kuliko zile kubwa kidogo. Elektroni ni chembe nyepesi zaidi; ndio maana ulimwengu umejaa elektroni, lakini chembe zingine ni adimu. Ili kuzalisha muons na chembe za tau, kiwango cha juu cha nishati kinahitajika na katika siku hizi kinaweza kuonekana tu katika matukio ambapo kuna msongamano mkubwa wa nishati. Chembe hizi zinaweza kuzalishwa katika vichapuzi vya chembe. Leptoni huingiliana kwa mwingiliano wa sumakuumeme na mwingiliano dhaifu wa nyuklia.
Kwa kila chembe ya leptoni, kuna anti-chembe zinazojulikana kama antileptoni. Anti-leptoni zina wingi sawa na malipo kinyume. Kinga ya chembe ya elektroni inajulikana kama positroni.
Hardrons
Aina nyingine kuu ya chembe msingi inajulikana kama quarks. Wao ni juu, chini, ajabu, juu, na chini quarks. Quarks hizi zina malipo ya sehemu. Quark pia wana anti-chembe zinazojulikana kama anti-quarks. Zina wingi sawa lakini chaji kinyume.
| Chaji | 1st Kizazi | 2nd Kizazi | 3rd Kizazi |
| +2/3 |
Juu 0.33 |
Haiba 1.58 |
Juu 180 |
| -1/2 |
Chini 0.33 |
Ajabu 0.47 |
Chini 4.58 |
N. B. wingi wa chembe zinazoonyeshwa chini ziko katika GeV/c2.
Chembechembe hizi huingiliana kwa nguvu kali na kuunda chembe kubwa zaidi zinazojulikana kama hadrons na hadroni huwa na chaji ya nambari kamili.
Kimsingi, quarks huchanganyika na quarks yenyewe au na anti-quarks, kuunda hadrons thabiti. Makundi matatu makuu ya hadrons ni baryons, antibaryons, na mesons. Baryoni lina quark tatu (qqq) zinazofungwa kwa nguvu kali, na antibaryons ni anti-quark tatu ([latex]\bar{q}\bar{q}\bar{q}[/latex]) zimefungwa. Mesons ni quark na antiquark ([latex]q\bar{q}[/latex]) zikiwa zimeoanishwa pamoja.
Kuna tofauti gani kati ya Hadroni na Leptoni?
• Quark na leptoni ni kategoria mbili za chembe za msingi na kuchukuliwa pamoja, zinazojulikana kama fermions.
• Quark huchanganyika kupitia mwingiliano mkali wa nyuklia na kuunda hadron; mpaka sasa, hakuna miundo ya ndani ya leptoni inayogunduliwa, lakini Hadroni zina muundo wa ndani. Leptoni zipo kama chembe mahususi.
• Hadroni ni chembe kubwa zaidi ikilinganishwa na leptoni.
• Leptoni huingiliana kupitia sumakuumeme na nguvu dhaifu, huku quark huingiliana kupitia mwingiliano mkali.
