Che cos'è un Lepton?

I leptoni sono una famiglia di particelle elementari che include l'elettrone, il muone, il tau e i loro neutrini associati. Come i quark , che compongono i protoni e i neutroni nel nucleo atomico, il leptone è un fermione , nel senso che ha una rotazione quantica di ½. Altre particelle fondamentali con spin diversi sono chiamate bosoni e interazioni di forza mediata tra i fermioni. I fermioni, costituiti dal leptone e dal quark, sono la "carne" della materia, mentre i bosoni sono lo "scheletro".

In confronto ai quark, un leptone è leggero. La massa di un elettrone è 1⁄1836 di un'unità di massa atomica (amu), la massa approssimativa di un atomo di idrogeno. La massa non leptonica nell'atomo di idrogeno proviene dal nucleo. Le altre due varianti leptoniche - il muone e il tau - sono significativamente più pesanti. Il tau lepton pesa quasi il doppio di un protone.

Esistono tre tipi di leptoni, come menzionato prima: l'elettrone, il muone e il tau. Ognuno di questi ha un neutrino associato: il neutrino elettronico, il neutrino muonico e il neutrino tau. I neutrini hanno una massa quasi nulla e nessuna carica, e viaggiano vicino alla velocità della luce.

L'elettrone e gli altri leptoni di base hanno una carica negativa, sono più stabili dei neutrini e possono orbitare attorno a nuclei atomici. L'elettrone è il più stabile dei tre e può essere trovato in tutta la materia convenzionale. Il muone e la tau sono creati durante gli esperimenti con l'acceleratore di particelle o attraverso gli impatti dei raggi cosmici. Ognuna di queste sei particelle ha un'antiparticella associata di carica opposta, portando il numero totale di leptoni a 12. Queste antiparticelle sono chiamate antielettroni , antimuoni e antitaus .

Quando i sistemi contenenti leptoni interagiscono tra loro, il numero totale di leptoni tende a essere conservato. La rara circostanza in cui il numero non è conservato è chiamata anomalia chirale . A volte, i leptoni cambiano il loro tipo, ma questo di solito richiede energie elevate e i leptoni più pesanti non sono molto stabili.