Поколение лептонов и кварков

Поколение лептонов и кварков

Лептоны и кварки относятся к фундаментальным частицам, т. е. к тем, которые на современном уровне знаний о них выглядят как «точечные». И те и другие частицы имеют спин равный  (в единицах ℏ), являясь фермионами.

Кварки имеют дробный электрический заряд и цвет. Лептоны  целозарядные и бесцветные частицы.

Все фундаментальные фермионы группируют в три поколения. К частицам первого поколения относят самые тяжёлые, к частицам третьего – самые лёгкие.

Из частиц первого поколения построены атомы, входящие в состав любого вещества. Роль в этом электронного нейтрино может быть и не заметна, но оно также играет важную роль, – не будь его, погасли бы все звёзды, включая наше Солнце. По существу, вся Вселенная покоится на плечах первого поколения.

Пока не выяснено, зачем нужны частицы второго и третьего поколения. На этот счёт высказываются только догадки.

Из двух последний поколений мюон является самой долгоживучей частицей, её . Для странных частиц , для остальных .

Частицы второго и третьего поколения с очень большим трудом можно создать искусственно на ускорителях заряженных частиц, но они практически сразу же гибнут. Исключение составляют лишь , и возможно, , только в том случае, если масса  практически равна нулю. Но нельзя считать, что все они не важны для изучения. Например, открытие странных, очарованных и других частиц этих  поколений позволило вскрыть кварковую структуру обычных нуклонов. Вообще на идею о существовании кварков физиков натолкнуло именно экспериментальное исследование странных частиц, а окончательное подтверждение существования кварков дал чармоний. Изучение процессов с участием этих частиц также позволило понять фундаментальные силы, действующие не только между ними, но и между частицами первого поколения. Без многочисленных экспериментов, проводимых за последние 15 лет, в особенности без экспериментов на больших коллайдерах, мы не смогли бы убедиться в существовании глюонов, склеивающих кварки внутри атомных ядер.

В добавление к этому изучение лептонов и кварков всех трёх поколений привело к открытию слабого взаимодействия и его переносчиков – промежуточных векторных бозонов.

В настоящее время ведутся поиски четвёртого поколения кварков и лептонов. Также не исключено, что дальнейшие эксперименты на ещё более мощных ускорителях позволят обнаружить внутреннюю структуру кварков.