क्वार्क और लेप्टान में क्या अंतर है?

कण भौतिकी भौतिकी का उपक्षेत्र है जो प्राथमिक उप-परमाणु कणों के अध्ययन से संबंधित है - वे कण जो परमाणु बनाते हैं। २०वीं शताब्दी की शुरुआत में, कई प्रयोगात्मक सफलताएँ मिलीं जो बताती हैं कि परमाणु, जिन्हें पदार्थ का सबसे छोटा घटक माना जाता था, और भी छोटे कणों से बने थे। इसे समझाने के लिए नए सिद्धांत तैयार किए गए (जैसे कि कण भौतिकी के मानक मॉडल), कई नए प्रयोग तैयार किए गए (उपयोग करके) कण त्वरक जैसे उपकरण) और यह धीरे-धीरे स्पष्ट हो गया कि परमाणु बनाने वाले कण भी टूट सकते हैं आगे की। ऐसे कणों के दो उदाहरण क्वार्क और लेप्टान हैं, और जबकि इस प्रकार के कणों में बहुत कुछ समान है, उनके अंतर अक्सर स्पष्ट होते हैं।

क्वार्क्स (जेम्स जॉयस द्वारा "फिननेगन्स वेक" पुस्तक में एक उद्धरण के बाद नोबेल पुरस्कार विजेता मरे गेल-मान द्वारा नामित) और लेप्टान को वर्तमान में मौजूद सबसे मौलिक कण माना जाता है; अर्थात्, उन्हें आगे के घटक कणों में तोड़ा नहीं जा सकता है। क्वार्क 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, म्यूऑन न्यूट्रिनो, ताऊ और ताऊ न्यूट्रिनो होते हैं कण। प्रत्येक कण से जुड़े एंटीपार्टिकल्स भी होते हैं, एंटीपार्टिकल संबंधित कण के विपरीत दर्पण होता है (उदाहरण के लिए विपरीत चार्ज होना)।

लेप्टान में या तो एक मौलिक आवेश इकाई का विद्युत आवेश होता है (एकल के आवेश के रूप में परिभाषित) इलेक्ट्रॉन), इलेक्ट्रॉन के मामले में, म्यूऑन या ताऊ, या कोई चार्ज नहीं, संबंधित के मामले में न्यूट्रिनो दूसरी ओर, क्वार्क में भिन्नात्मक आवेश होते हैं (+/- 1/3 या +/- 2/3, क्वार्क के आधार पर)। जब इन क्वार्कों को एक साथ समूहित किया जाता है, तो उनके आवेशों का योग हमेशा एक पूर्णांक आवेश में जुड़ जाता है। उदाहरण के लिए, यदि दो अप क्वार्क और एक डाउन क्वार्क (क्रमशः +2/3 और -1/3 के आवेशों के साथ) को एक साथ समूहीकृत किया जाता है, तो आवेशों का योग +1 हो जाता है और एक नया कण बन जाता है। यह नया कण प्रोटॉन है, जो परमाणु नाभिक के प्रमुख घटकों में से एक है।

जबकि सभी क्वार्क में भिन्नात्मक आवेश होता है, क्वार्क प्रकृति में कभी भी स्वतंत्र रूप से मौजूद नहीं होगा; यह एक मौलिक शक्ति के कारण है जिसे "मजबूत बल" के रूप में जाना जाता है। मजबूत बल, जिसकी मध्यस्थता द्वारा की जाती है बल-वाहक कण जिन्हें ग्लून्स कहा जाता है, परमाणुओं के नाभिक के भीतर कार्य करते हैं और क्वार्क को एक की ओर आकर्षित करते हैं दूसरा। क्वार्कों के बीच बल बढ़ता है क्योंकि वे अलग हो जाते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि एक मुक्त क्वार्क का कभी पता नहीं चलता है। क्वार्क 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 इन्हें अलग किया जा सकता है।

प्रकृति में चार मूलभूत बल हैं: मजबूत बल (जो परमाणु नाभिक और क्वार्क को एक साथ रखता है), कमजोर बल (जो इसके लिए जिम्मेदार है) रेडियोधर्मी क्षय), विद्युत चुम्बकीय बल (जो परमाणुओं को एक साथ रखने में मदद करता है) और गुरुत्वाकर्षण बल (जो किसी वस्तु को द्रव्यमान या ऊर्जा के साथ कार्य करता है) ब्रम्हांड)। क्वार्क सभी मूलभूत शक्तियों के अधीन हैं; दूसरी ओर, लेप्टान मजबूत बल को छोड़कर सभी बलों के अधीन हैं। इसका कारण यह है कि प्रबल बल का परास बहुत कम होता है, आमतौर पर परमाणु नाभिक की तुलना में छोटा होता है; इसलिए, मजबूत बल आम तौर 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।