लेप्टन बनाम हैड्रॉन
तीन सौ से अधिक वर्षों से हमारी समझ है कि पदार्थ परमाणुओं से मिलकर बना होता है। 20वीं शताब्दी तक परमाणुओं को अविभाज्य माना जाता है। लेकिन 20वीं सदी के भौतिक विज्ञानी ने पता लगाया कि परमाणु को छोटे-छोटे टुकड़ों में तोड़ा जा सकता है, और सभी परमाणु इन कणों की विभिन्न रचनाओं से बने होते हैं। इन्हें उप-परमाणु कणों और अर्थात् प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन के रूप में जाना जाता है।
आगे की जांच से पता चलता है कि इन कणों (उप-परमाणु कण) की आंतरिक संरचना भी होती है, और ये छोटी-छोटी चीजों से बने होते हैं। इन कणों को प्राथमिक कणों के रूप में जाना जाता है, और लेप्टन और क्वार्क प्राथमिक कणों की दो मुख्य श्रेणियों के रूप में जाने जाते हैं।क्वार्क एक साथ बंधे हुए एक बड़े कण संरचना का निर्माण करते हैं जिसे हैड्रोन के रूप में जाना जाता है।
लेप्टन
इलेक्ट्रॉन, म्यूऑन (μ), ताऊ (Ƭ) और उनके संबंधित न्यूट्रिनो के रूप में जाने जाने वाले कणों को लेप्टान के परिवार के रूप में जाना जाता है। इलेक्ट्रॉन, म्यूऑन और ताऊ पर -1 का आवेश होता है, और वे केवल द्रव्यमान से एक दूसरे से भिन्न होते हैं। म्यूऑन इलेक्ट्रॉन से तीन गुना अधिक भारी है, और ताऊ इलेक्ट्रॉन से 3500 गुना अधिक भारी है। उनके संगत न्यूट्रिनो तटस्थ और अपेक्षाकृत द्रव्यमान रहित होते हैं। प्रत्येक कण और उन्हें कहाँ खोजना है, को निम्न तालिका में संक्षेपित किया गया है।
| 1पहला पीढ़ी | 2दूसरा पीढ़ी | 3रे पीढ़ी |
| इलेक्ट्रॉन (ई) | मून (μ) | ताऊ (Ƭ) |
|
a) परमाणुओं में बी) बीटा रेडियोधर्मिता में उत्पादित |
a) ब्रह्मांडीय विकिरण द्वारा ऊपरी वायुमंडल में बड़ी संख्या में उत्पादित | केवल प्रयोगशालाओं में देखा गया |
| इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो (νe) | म्यूऑन न्यूट्रिनो (νμ) | ताऊ न्यूट्रिनो (νƬ) |
|
a) बीटा रेडियोधर्मिता ख) परमाणु रिएक्टर c) सितारों में परमाणु प्रतिक्रियाओं में |
a) परमाणु रिएक्टरों में उत्पादित ख) ऊपरी वायुमंडलीय ब्रह्मांडीय विकिरण |
केवल प्रयोगशालाओं में उत्पन्न |
इन भारी कणों की स्थिरता सीधे उनके द्रव्यमान से संबंधित होती है। बड़े कणों का आधा जीवन कम द्रव्यमान वाले कणों की तुलना में कम होता है। इलेक्ट्रॉन सबसे हल्का कण है; यही कारण है कि ब्रह्मांड इलेक्ट्रॉनों से भरपूर है, लेकिन अन्य कण दुर्लभ हैं। म्यूऑन और ताऊ कण उत्पन्न करने के लिए उच्च स्तर की ऊर्जा की आवश्यकता होती है और वर्तमान समय में केवल उन उदाहरणों में देखा जा सकता है जहां उच्च ऊर्जा घनत्व होता है। इन कणों को कण त्वरक में उत्पादित किया जा सकता है। लेप्टान एक दूसरे के साथ विद्युत चुम्बकीय संपर्क और कमजोर परमाणु संपर्क द्वारा बातचीत करते हैं।
प्रत्येक लेप्टान कण के लिए, एंटी-पार्टिकल्स होते हैं जिन्हें एंटीलेप्टन के रूप में जाना जाता है। एंटी-लेप्टन में समान द्रव्यमान और विपरीत चार्ज होता है। इलेक्ट्रॉन के प्रतिकण को पॉज़िट्रॉन कहते हैं।
हार्ड्रॉन
प्राथमिक कणों की अन्य प्रमुख श्रेणी क्वार्क कहलाती है। वे ऊपर, नीचे, अजीब, ऊपर और नीचे क्वार्क हैं। इन क्वार्कों में भिन्नात्मक आवेश होते हैं। क्वार्क में एंटी-पार्टिकल्स भी होते हैं जिन्हें एंटी-क्वार्क कहा जाता है। इनका द्रव्यमान समान लेकिन विपरीत आवेश होता है।
| शुल्क | 1पहला पीढ़ी | 2दूसरा पीढ़ी | 3रे पीढ़ी |
| +2/3 |
ऊपर 0.33 |
आकर्षण 1.58 |
शीर्ष 180 |
| -1/2 |
नीचे 0.33 |
अजीब 0.47 |
नीचे 4.58 |
नायब नीचे दिखाए गए कण द्रव्यमान GeV/c2 में हैं।
ये कण मजबूत बल के माध्यम से बड़े कणों को बनाने के लिए बातचीत करते हैं जिन्हें हैड्रोन कहा जाता है और हैड्रॉन में पूर्णांक संख्या चार्ज होता है।
मूल रूप से, क्वार्क स्वयं क्वार्क के साथ या एंटी-क्वार्क के साथ मिलकर स्थिर हैड्रॉन बनाते हैं। हैड्रोन की तीन मुख्य श्रेणियां बेरियन, एंटीबैरियन और मेसन हैं। बैरियन में तीन क्वार्क (qqq) होते हैं जो मजबूत बल से बंधे होते हैं, और एंटीबैरोन तीन एंटी-क्वार्क ([लेटेक्स] बार {q} बार {q} बार {q} [/लेटेक्स]) बाध्य होते हैं। मेसन क्वार्क और एंटीक्वार्क ([लेटेक्स]q\bar{q}[/latex]) एक साथ युग्मित हैं।
हैड्रोन और लेप्टान में क्या अंतर है?
• क्वार्क और लेप्टान प्राथमिक कणों की दो श्रेणियां हैं और इन्हें एक साथ लिया जाता है, जिन्हें फ़र्मियन कहा जाता है।
• क्वार्क मजबूत परमाणु संपर्क के माध्यम से मिलकर हैड्रॉन बनाते हैं; अब तक, लेप्टान की कोई आंतरिक संरचना नहीं खोजी गई है, लेकिन हैड्रॉन की आंतरिक संरचना है। लेप्टान व्यक्तिगत कणों के रूप में मौजूद हैं।
• लेप्टान की तुलना में हैड्रॉन अधिक विशाल कण होते हैं।
• लेप्टान विद्युत चुम्बकीय और कमजोर बल के माध्यम से बातचीत करते हैं, जबकि क्वार्क मजबूत बातचीत के माध्यम से बातचीत करते हैं।
