Λεπτόνιο

Σύνοψη τたうωおめがνにゅー σωματιδίων κかっぱαあるふぁιいおた τたうωおめがνにゅー δυνάμεων της σωματιδιακής φυσικής

Τたうαあるふぁ λεπτόνια είναι θεμελιώδη (μみゅーηいーた σύνθετα) σωματίδια ημιακέραιου σしぐまπぱいιいおたνにゅー (αυτοστροφορμή 1⁄2), τたうαあるふぁ οποία δでるたεいぷしろんνにゅー μετέχουν σしぐまεいぷしろん ισχυρές αλληλεπιδράσεις. Υπάρχουν δでるたυうぷしろんοおみくろん κύριες κατηγορίες λεπτονίων: τたうαあるふぁ φορτισμένα (ηλεκτρονιόμορφα λεπτόνια), κかっぱαあるふぁιいおた τたうαあるふぁ ουδέτερα λεπτόνια πぱいιいおたοおみくろん γνωστά ως νετρίνο. Σしぐまεいぷしろん κάθε λεπτόνιο ύλης αντιστοιχεί ένα λεπτόνιο αντιύλης. Ένα βασικό σωματιδιακό ταξινομικό κριτήριο, αποτελεί ηいーた συμμετοχή ή μみゅーηいーた σしぐまτたうαあるふぁ διάφορα είδη αλληλεπιδράσεων. Έτσι, τたうαあるふぁ διάφορα σωματίδια χωρίζονται σしぐまτたうαあるふぁ αδρόνια τたうαあるふぁ οποία μετέχουν σしぐまεいぷしろん ισχυρές αλληλεπιδράσεις κかっぱαあるふぁιいおた σしぐまτたうαあるふぁ λεπτόνια, τたうαあるふぁ οποία δでるたεいぷしろんνにゅー μετέχουν σしぐまεいぷしろん ισχυρές αλληλεπιδράσεις.

Ιστορική αναδρομή

Ιστορικά, ηいーた εισαγωγή τたうοおみくろんυうぷしろん πρώτου λεπτονίου (τたうοおみくろんυうぷしろん ηλεκτρονίου) σしぐまτたうηいーた θεωρητική περιγραφή τたうωおめがνにゅー ατόμων, έγινε σしぐまτたうοおみくろん μοντέλο τたうοおみくろんυうぷしろん Rutherford. Τたうοおみくろん 1933, ανακαλύφθηκε από τたうοおみくろんνにゅー (Anderson) ένα νέο σωματίδιο, τたうοおみくろん ποζιτρόνιο, ενώ τたうηいーたνにゅー ίδια χρονιά εισάγεται τたうοおみくろん νετρίνο κかっぱαあるふぁιいおた τたうοおみくろん αντισωματίδιο τたうοおみくろんυうぷしろん, μみゅーεいぷしろん καθαρά θεωρητικά επιχειρήματα. Ηいーた πειραματική επαλήθευση τたうοおみくろんυうぷしろん νετρίνου έγινε τたうοおみくろん 1953. Τたうοおみくろん 1936 ανακαλύπτεται πειραματικά τたうοおみくろん μιόνιο, αあるふぁνにゅー κかっぱαあるふぁιいおた μόνο μετά τたうοおみくろん 1947 οおみくろんιいおた φυσικοί αντιλήφθηκαν ότι πρόκειται γがんまιいおたαあるふぁ ένα νέο είδος λεπτονίου, τたうοおみくろん οποίο διαθέτει κかっぱαあるふぁιいおた αυτό τたうοおみくろん αντισωματίδιό τたうοおみくろんυうぷしろん. Ηいーた διάκριση μεταξύ τたうωおめがνにゅー νετρίνων τたうοおみくろんυうぷしろん ηλεκτρονίου κかっぱαあるふぁιいおた τたうωおめがνにゅー νετρίνων τたうοおみくろんυうぷしろん μιονίου διαπιστώθηκε σしぐまεいぷしろん πειράματα τたうαあるふぁ έτη 1962 κかっぱαあるふぁιいおた 1963. Τέλος, τたうοおみくろん 1976 ανακαλύφθηκε πειραματικά τたうοおみくろん σωμάτιο τたうαあるふぁυうぷしろん, αρκετά βαρύτερο σしぐまεいぷしろん σχέση μみゅーεいぷしろん τたうαあるふぁ υπόλοιπα λεπτόνια. Υπάρχουν αρκετές ενδείξεις γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー ύπαρξη τたうοおみくろんυうぷしろん αντίστοιχου νετρίνου κかっぱαあるふぁιいおた τたうοおみくろんυうぷしろん σωματιδίου τたうοおみくろんυうぷしろん, τたうαあるふぁ οποία δでるたεいぷしろんνにゅー έχουν όμως παρατηρηθεί πειραματικά. Ηいーた ονομασία προέρχεται από τたうηいーたνにゅー ελληνική λέξη λεπτός, πぱいοおみくろんυうぷしろん σημαίνει ελαφρύς, σしぐまεいぷしろん αντιδιαστολή μみゅーεいぷしろん τたうηいーた λέξη αδρός πぱいοおみくろんυうぷしろん σημαίνει βαρύς, κかっぱαあるふぁιいおた χρησιμοποιήθηκε γがんまιいおたαあるふぁ τたうαあるふぁ βαρυόνια κかっぱαあるふぁιいおた τたうαあるふぁ μεσόνια. Ηいーた ονομασία αυτή δόθηκε καθώς τたうοおみくろん πρώτο λεπτόνιο πぱいοおみくろんυうぷしろん βρέθηκε, τたうοおみくろん ηλεκτρόνιο, ήταν πολύ ελαφρύτερο τたうοおみくろんυうぷしろん πρωτονίου, κかっぱαあるふぁιいおた είναι ατυχής, καθώς έχουν ανακαλυφθεί αρκετά μεσόνια ή βαρυόνια, πぱいοおみくろんυうぷしろん είναι ελαφρύτερα τたうωおめがνにゅー λεπτονίων.

Ιδιότητες τたうωおめがνにゅー λεπτονίων

Κかっぱαあるふぁιいおた τたうαあるふぁ έξι λεπτόνια θεωρούνται σήμερα στοιχειώδη σωματίδια κかっぱαあるふぁιいおた συγκροτούν μみゅーιいおたαあるふぁ κατηγορία, πぱいοおみくろんυうぷしろん μαζί μみゅーεいぷしろん εκείνη τたうωおめがνにゅー κουάρκ αποτελούν τους δομικούς λίθους της ύλης. Έχουν όλα σしぐまπぱいιいおたνにゅー 1/2 (είναι δηλαδή φερμιόνια κかっぱαあるふぁιいおた δでるたεいぷしろん μετέχουν σしぐまεいぷしろん ισχυρές αλληλεπιδράσεις). Τたうαあるふぁ λεπτόνια μπορούν νにゅーαあるふぁ κατηγοριοποιηθούν σしぐまεいぷしろん διπλέτες, όπου τたうοおみくろん ένα σωματίδιο έχει μάζα κかっぱαあるふぁιいおた ηλεκτρικό φορτίο (όπως τたうοおみくろん ηλεκτρόνιο κかっぱαあるふぁιいおた τたうοおみくろん μιόνιο) κかっぱαあるふぁιいおた τたうοおみくろん δεύτερο είναι σχεδόν άμαζο κかっぱαあるふぁιいおた ηλεκτρικά ουδέτερο (όπως τたうαあるふぁ διάφορα νετρίνα). Μπορούμε λοιπόν νにゅーαあるふぁ σχηματίσουμε τις παρακάτω διπλέτες:

$\qquad {\begin{pmatrix}e^{-}\\\nu _{e}\end{pmatrix}}\qquad {\begin{pmatrix}\mu ^{-}\\\nu _{\mu }\end{pmatrix}}\qquad {\begin{pmatrix}\tau ^{-}\\\nu _{\tau }\end{pmatrix}}$

κかっぱαあるふぁιいおた τις αντίστοιχες γがんまιいおたαあるふぁ τたうαあるふぁ αντισωματίδιά τους. Τたうαあるふぁ λεπτόνια διαθέτουν έναν χαρακτηριστικό αριθμό, οおみくろん οποίος ονομάζεται λεπτονικός αριθμός, κかっぱαあるふぁιいおた οおみくろん οποίος διατηρείται στις διάφορες αντιδράσεις. Υπάρχουν τρεις λεπτονικοί αριθμοί: οおみくろん ηλεκτρονικός, οおみくろん μιονικός κかっぱαあるふぁιいおた οおみくろん τたうαあるふぁυうぷしろん, τους οποίους διαθέτουν τたうαあるふぁ αντίστοιχα σωματίδια κかっぱαあるふぁιいおた τたうαあるふぁ νετρίνα τους.

Πίνακας τたうωおめがνにゅー λεπτονίων

Σωματίδιο / αντισωματίδιο				Νετρίνο / αντινετρίνο
Όνομα	Σύμβολο	Φορτίο (e)	Μάζα (MeV)	Όνομα	Σύμβολο	Φορτίο (e)	Μάζα (MeV)
Ηλεκτρόνιο / Ποζιτρόνιο	$e^{-}\,/\,e^{+}$	−1 / +1	0.511	Νετρίνο ηλεκτρονίου / Αντινετρίνο ηλεκτρονίου	$\nu _{e}\,/\,{\overline {\nu }}_{e}$	0	<0.0000022
Μυόνιο / Αντιμυόνιο	$\mu ^{-}\,/\,\mu ^{+}$	−1 / +1	105.6	Νετρίνο μυονίου / Αντινετρίνο μυονίου	$\nu _{\mu }\,/\,{\overline {\nu }}_{\mu }$	0	<0.17
Τたうαあるふぁυうぷしろん λεπτόνιο / Αντιταυ	$\tau ^{-}\,/\,\tau ^{+}$	−1 / +1	1777	Τたうαあるふぁυうぷしろん νετρίνο / Τたうαあるふぁυうぷしろん αντινετρίνο	$\nu _{\tau }\,/\,{\overline {\nu }}_{\tau }$	0	<15.5

Είναι γνωστό ότι οおみくろんιいおた μάζες τたうωおめがνにゅー νετρίνων είναι μみゅーηいーた-μηδενικές, εいぷしろんξくしー' αιτίας τたうωおめがνにゅー ταλαντώσεων τたうωおめがνにゅー νετρίνων, αλλά παραμένουν πολύ μικρές γがんまιいおたαあるふぁ νにゅーαあるふぁ μετρηθούν, μέχρι τις αρχές τたうοおみくろんυうぷしろん 2007.