Фундаментальная частица без сильного взаимодействия
В физике элементарных частиц лептон — это фермион, который не подвержен сильному ядерному взаимодействию. В отличие от адронов (например, протонов и нейтронов), лептоны считаются точечными частицами без внутренней структуры. Они участвуют в гравитационном, слабом и (если имеют заряд) электромагнитном взаимодействиях.
Электрон является самым известным примером лептона.
Нейтрино — это электрически нейтральные лептоны, которые крайне слабо взаимодействуют с веществом.
Класс частиц в Стандартной модели
Семейство из шести типов частиц (три заряженных и три нейтральных), разделенных на поколения. Первое поколение включает электрон и электронное нейтрино, второе — мюон и мюонное нейтрино, третье — тау-лептон и тау-нейтрино.
Стандартная модель предсказывает существование трех поколений лептонов.
Отличия от адронов и кварков
Главное различие между лептонами и адронами заключается в их реакции на сильное взаимодействие. Адроны (протоны, нейтроны, пионы) состоят из кварков, которые скрепляются глюонами посредством сильного взаимодействия. Лептоны же являются фундаментальными частицами, они не имеют известной внутренней структуры и не «чувствуют» силу, удерживающую ядра атомов вместе. Например, электрон может свободно двигаться в вакууме, не испытывая сопротивления со стороны ядерных сил, тогда как протон внутри ядра находится под постоянным воздействием сильного взаимодействия.
Заряженные лептоны и нейтрино
Лептоны делятся на две большие группы по наличию электрического заряда. Заряженные лептоны (электрон, мюон, тау) имеют отрицательный элементарный заряд и участвуют в электромагнитном взаимодействии, что позволяет им образовывать атомные оболочки или участвовать в химических реакциях (в случае электрона). Нейтрино не имеют электрического заряда, их массы покоя очень малы, но не равны нулю; они осциллируют между разными типами и проходят сквозь материю почти беспрепятственно. Мюон и тау-лептон нестабильны и быстро распадаются, превращаясь в более легкие частицы первого поколения.