La principale différence entre les leptons et les quarks est que les leptons peuvent exister en tant que particules individuelles dans la nature, contrairement aux quarks.
Jusqu'au XXe siècle, les gens croyaient que les atomes étaient indivisibles, mais les physiciens du XXe siècle ont découvert que l'atome pouvait être divisé en morceaux plus petits et que tous les atomes avaient des compositions différentes. Par conséquent, nous les appelons particules subatomiques: à savoir, le proton, le neutron et l'électron. De plus, les recherches révèlent que les particules subatomiques ont également une structure interne et sont constituées de choses plus petites. Ainsi, ces particules sont appelées particules élémentaires, et les leptons et les quarks sont leurs deux principales catégories.
Que sont les Leptons ?
Les particules que nous appelons électrons, muons (µ), tau (Ƭ) et leurs neutrinos correspondants font partie de la famille des leptons. De plus, l'électron, le muon et le tau ont une charge de -1 et ne diffèrent les uns des autres que par la masse. C'est-à-dire; le muon est trois fois plus massif que l'électron et le tau est 3500 fois plus gros que l'électron. De plus, leurs neutrinos correspondants sont neutres et relativement sans masse. Le tableau suivant résume chaque particule et où les trouver.
| 1st Génération | 2nd Génération | 3rd Génération |
| Électron (e) | Muons (µ) | Tau (Ƭ) |
|
– En atomes – Produit en radioactivité bêta |
– De grands nombres produits dans la haute atmosphère par le rayonnement cosmique | – Observé uniquement dans les laboratoires |
| Neutrino électronique (νe) | Neutrino muonique (νµ) | Neutrino tau (νƬ) |
|
– Radioactivité bêta – Réacteurs nucléaires – Dans les réactions nucléaires dans les étoiles |
– Produit dans les réacteurs nucléaires – Rayonnement cosmique de la haute atmosphère |
– Généré uniquement dans les laboratoires |
De plus, la stabilité de ces particules plus lourdes est directement liée à leur masse. Par conséquent, les particules massives ont une demi-vie plus courte que les moins massives. L'électron est la particule la plus légère; c'est pourquoi l'univers est abondant en électrons, et les autres particules sont rares. Pour générer des muons et des particules de tau, nous avons besoin d'un niveau d'énergie élevé. De nos jours, nous ne pouvons les voir que dans les cas où il y a une densité d'énergie élevée. De plus, nous pouvons produire ces particules dans des accélérateurs de particules. De plus, les leptons interagissent entre eux par interaction électromagnétique et interaction nucléaire faible. Pour chaque particule de lepton, il existe des anti-particules que nous appelons antileptons. Et ces anti-leptons ont une masse similaire et une charge opposée. Par exemple, les antiparticules des électrons sont des positrons.
Que sont les quarks ?
Quark est l'autre grande catégorie de particules élémentaires. Nous pouvons résumer les propriétés des particules de la famille des quarks comme suit. (La masse de chaque particule est inférieure au nom lui-même. Cependant, l'exactitude de ces chiffres est très discutable).
| Chargé | 1st Génération | 2nd Génération | 3rd Génération |
| +2/3 |
Haut 0.33 |
Charme 1.58 |
Haut 180 |
| -1/2 |
Bas 0.33 |
Étrange 0.47 |
Bas 4.58 |
Les quarks interagissent fortement les uns avec les autres par une forte interaction nucléaire pour former des combinaisons de quarks. Ces combinaisons sont connues sous le nom de Hadrons. En fait, les quarks isolés n'existent pas actuellement dans notre univers. De plus, il est raisonnable de dire que tous les quarks de cet univers sont sous une forme ou une autre de hadrons. (Les types de hadrons les plus courants et les plus connus sont les protons et les neutrons).
Figure 01: Modèle standard de particules élémentaires
De plus, les quarks ont une propriété interne connue sous le nom de nombre de baryons. Tous les quarks ont un nombre de baryons de 1/3 et les antiquarks ont des nombres de baryons de -1/3. De plus, dans une réaction impliquant des particules élémentaires, cette propriété connue sous le nom de nombre baryonique est conservée.
De plus, les quarks ont une autre propriété appelée la saveur. Un numéro est attribué pour désigner la saveur de la particule connue sous le nom de numéro de saveur. Les saveurs sont appelées Upness (U), Downness (D), Strangeness (S) et ainsi de suite. Le quark up a une upness de +1 tandis que 0 étrangeté et Downness.
Quelle est la différence entre les leptons et les quarks ?
Les électrons, les muons (µ), le tau (Ƭ) et leurs neutrinos correspondants sont connus comme la famille des leptons tandis que les quarks sont un type de particule élémentaire et un constituant fondamental de la matière. En comparant les deux, la principale différence entre les leptons et les quarks est que les leptons peuvent exister en tant que particules individuelles dans la nature, contrairement aux quarks.
De plus, les leptons ont des charges entières tandis que les quarks ont des charges fractionnaires. De plus, il existe une autre différence entre les leptons et les quarks lorsque l'on considère les forces auxquelles ces particules peuvent être soumises. C'est-à-dire; les leptons sont soumis à une force faible, une force gravitationnelle et une force électromagnétique alors que les quarks sont soumis à une force forte, une force faible, une force gravitationnelle et une force électromagnétique.
Résumé – Leptons vs Quarks
En bref, les quarks et les leptons sont deux catégories de particules élémentaires. Pris ensemble, ils sont appelés fermions. Surtout, la principale différence entre les leptons et les quarks est que les leptons peuvent exister en tant que particules individuelles dans la nature alors que les quarks ne le peuvent pas.
