क्वार्क्स और लेप्टन्स के बीच अंतर क्या है?

विषय

• क्वार्क्स और लेप्टान दोनों मौलिक कण हैं
• लेप्टन्स में इंटेगर चार्ज है; क्वार्क्स में फ्रैक्शनल चार्ज है
• लेप्टन स्वतंत्र रूप से बाहर निकल सकते हैं; क्वार्क्स नहीं कर सकते
• क्वार्क्स और लेप्टन्स विभिन्न मौलिक बलों के अधीन हैं

कण भौतिकी भौतिकी का उपक्षेत्र है जो प्राथमिक उपपरमाण्विक कणों - परमाणुओं को बनाने वाले कणों के अध्ययन से संबंधित है। 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, कई प्रयोगात्मक सफलताओं का सुझाव दिया गया था कि परमाणुओं, जो कि पदार्थ का सबसे छोटा घटक माना जाता था, और भी छोटे कणों से बने थे। इसको समझाने के लिए नए सिद्धांतों का विकास किया गया (जैसे कि पार्टिकल फिजिक्स का स्टैंडर्ड मॉडल), कई नए प्रयोगों को डिज़ाइन किया गया (कण त्वरक जैसे उपकरण का उपयोग करके) और यह धीरे-धीरे स्पष्ट हो गया कि परमाणु बनाने वाले कण आगे भी टूट सकते हैं। ऐसे कणों के दो उदाहरण क्वार्क और लेप्टान हैं, और जबकि इन प्रकार के कणों में बहुत अधिक मात्रा में होते हैं, उनके अंतर अक्सर स्टार्क होते हैं।

क्वार्क्स और लेप्टान दोनों मौलिक कण हैं

क्वार्क्स (जिसका नाम जेम्स जॉयस की पुस्तक "फिननेग्स वेक" में एक उद्धरण के बाद नोबेल पुरस्कार विजेता मरे गेल-मैन द्वारा दिया गया है) और लेप्टन को वर्तमान में मौजूद सबसे मौलिक कण माना जाता है; यही है, वे आगे के घटक कणों में टूट नहीं सकते। क्वार्क्स और लेप्टान भी स्वयं कण नहीं हैं; बल्कि, वे कणों के परिवारों को संदर्भित करते हैं, जिनमें से प्रत्येक में छह सदस्य होते हैं। कणों के क्वार्क परिवार में ऊपर, नीचे, ऊपर, नीचे, आकर्षण और अजीब कण होते हैं, जबकि लेप्टान में इलेक्ट्रॉन, इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो, म्यूऑन, म्यून न्यूट्रिनो, ताऊ और ताऊ न्यूट्रिनो कण होते हैं। प्रत्येक कण के साथ जुड़े एंटीपार्टिकल्स भी होते हैं, एंटीपार्टिकल संबंधित कण के विपरीत दर्पण होता है (जैसे विपरीत चार्ज होने वाला)।

लेप्टन्स में इंटेगर चार्ज है; क्वार्क्स में फ्रैक्शनल चार्ज है

लेप्टन के पास इलेक्ट्रान, म्यूऑन या ताऊ के मामले में एक या एक मौलिक चार्ज यूनिट (सिंगल इलेक्ट्रॉन के चार्ज के रूप में परिभाषित) का एक इलेक्ट्रिक चार्ज होता है, जो संबंधित न्यूट्रिनों के मामले में होता है। क्वार्क्स, दूसरी ओर, प्रत्येक में आंशिक शुल्क (+/- 1/3 या +/- 2/3, क्वार्क पर निर्भर करता है)। जब इन क्वार्क को एक साथ रखा जाता है, तो उनके आवेशों का योग हमेशा पूर्णांक आवेश में जुड़ जाता है। उदाहरण के लिए, यदि दो अप क्वार्क और एक डाउन क्वार्क (क्रमशः +2/3 और -1/3 के आरोपों के साथ) को एक साथ रखा जाता है, तो चार्ज का योग +1 तक जुड़ जाता है, और एक नया कण बनता है। यह नया कण प्रोटॉन है, जो परमाणु नाभिक के प्रमुख घटकों में से एक है।

लेप्टन स्वतंत्र रूप से बाहर निकल सकते हैं; क्वार्क्स नहीं कर सकते

जबकि क्वार्क में सभी अंश होते हैं, एक क्वार्क प्रकृति में स्वतंत्र रूप से मौजूद नहीं होगा; इसका कारण एक मौलिक बल है जिसे "मजबूत बल" के रूप में जाना जाता है। मजबूत बल, जिसे ग्लून्स नामक बल-ले जाने वाले कणों द्वारा मध्यस्थ किया जाता है, परमाणुओं के नाभिक के भीतर कार्य करता है और क्वार्क को एक दूसरे के प्रति आकर्षित रखता है। क्वार्कों के बीच बल बढ़ जाता है क्योंकि वे अलग हो जाते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि एक मुक्त क्वार्क का कभी पता नहीं चलता है। क्वार्क्स और ग्लून्स के बीच बातचीत के लिए समर्पित अध्ययन के क्षेत्र को क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स (क्यूसीडी) कहा जाता है। दूसरी ओर, लेप्टान बहुत "स्वतंत्र" कण हैं, और उन्हें अलग किया जा सकता है।

क्वार्क्स और लेप्टन्स विभिन्न मौलिक बलों के अधीन हैं

प्रकृति में चार मूलभूत बल हैं: मजबूत बल (जो परमाणु नाभिक और एक साथ क्वार्कों को धारण करता है), कमजोर बल (जो रेडियोधर्मी क्षय के लिए जिम्मेदार है), विद्युत चुम्बकीय बल (जो परमाणुओं को एक साथ रखने में मदद करता है) और गुरुत्वाकर्षण बल (जो कार्य करता है) ब्रह्मांड में द्रव्यमान या ऊर्जा के साथ कोई वस्तु)। क्वार्क्स सभी मूलभूत बलों के अधीन हैं; दूसरी ओर, लेप्टान, मजबूत बल को छोड़कर सभी बलों के अधीन हैं। इसका कारण यह है कि मजबूत बल की एक छोटी सीमा होती है, आमतौर पर परमाणु नाभिक की तुलना में छोटा होता है; इसलिए, मजबूत बल आमतौर पर इस क्षेत्र तक ही सीमित है। दूसरी ओर कमजोर, विद्युत चुम्बकीय और गुरुत्वाकर्षण बल, मजबूत बल की तुलना में बहुत अधिक दूरी पर कार्य कर सकते हैं।