β. Λεπτόνια

Τα λεπτόνια είναι μια δεύτερη ανεξάρτητη κατηγορία σωματιδίων. Το χαρακτηριστικό των λεπτονίων είναι ότι δε συμμετέχουν σε ισχυρές αλληλεπιδράσεις. Τα λεπτόνια δεν αποτελούν συστατικό άλλων σωματιδίων και δε δομούνται από άλλα. Υπάρχουν συνολικά μόνο έξι λεπτόνια. Τα τρία από αυτά, που έχουν φορτίο 1e, είναι τα: ηλεκτρόνιο (e-), μιόνιο (μ-) και ταυ (τα-). Τα άλλα τρία είναι τα αντίστοιχα νετρίνα: νe, νμ, ντ. Κάθε φορτισμένο λεπτόνιο από τα e, μ, τ έχει το δικό του νετρίνο νe, νμ, ντ, που το συνοδεύει στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις του. Το μ και το τ συμπεριφέρονται σε όλες τις αλληλεπιδράσεις τους ακριβώς όπως το ηλεκτρόνιο. Η μόνη τους διαφορά από το ηλεκτρόνιο είναι η πολύ μεγαλύτερη μάζα τους. Μάλιστα το τ είναι βαρύτερο ακόμα και από τα νουκλεόνια. Το μιόνιο και το ταυ ζουν για λίγο και μετατρέπονται σε άλλα σωματίδια. Το ηλεκτρόνιο είναι το μόνο φορτισμένο σταθερό λεπτόνιο που γνωρίζουμε. Τα νετρίνα δε διασπώνται, δεν έχουν φορτίο και η μάζα τους είναι πολύ μικρή ή ίσως και μηδενική. Φυσικά υπάρχουν και τα αντισωματίδια όλων των παραπάνω σωματιδίων. Βέβαια ας μην ξεχνάμε ότι τα λεπτόνια είναι σωματίδια που υπάρχουν μόνα τους έστω και για λίγο χρόνο, ενώ τα quarks δεν εμφανίζονται ποτέ μόνα τους.

Πρωτόνιο Νετρόνιο

3-14 Τα πρωτόνια και τα νετρόνια του πυρήνα αποτελούνται από τρία quarks το καθένα.

e-ηλεκτρόνιο νe νετρίνο-e μ-μιόνιο νμ νετρίνο-μ τ-ταυ ντ νετρίνο-τ

3-15 Τα αντίστοιχα ζεύγη των λεπτονίων. Καθένα από τα e, μ και τα έχει το δικό του νετρίνο.

3-16 Μια παραστατική αναλογία του φορέα της δύναμης φαίνεται στο σχήμα. Δύο παιδιά ανταλλάσσουν ένα βαγονάκι με δύο διαφορετικούς τρόπους. Στην εικόνα (α) η ανταλλαγή οδηγεί σε άπωση, ενώ στην εικόνα (β) σε έλξη.