Leptón
tipo de partículas subatómicas / De Wikipedia, la enciclopedia encyclopedia
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En física, un leptón es una partícula con espín 1/2 en el caso de los neutrinos y +/- 1/2 en los demás leptones (un fermión) que no experimenta interacción fuerte.[1] Los leptones forman parte de una familia de partículas elementales conocida como la familia de los fermiones, al igual que los quarks.
Un leptón es un fermión fundamental sin carga hadrónica o de color. Existen seis leptones y sus correspondientes antipartículas: el electrón, el muon, el tau y tres neutrinos asociados a cada uno de ellos.
Existen seis tipos de leptones, conocidos como sabores', agrupados en tres generaciones].[2] Los leptones del de primera generación, también llamados leptones electrónicos, comprenden el electrón (e−
) y el neutrino electrónico (ν
e); los segundos son los leptones muónicos, que comprenden el muón (μ−
) y el neutrino muónico; y el tercero son los leptones tauónicos, que comprenden la tau (τ−
) y el neutrino tau (ν
τ). Los electrones tienen la menor masa de todos los leptones cargados. Los muones y taus, más pesados, se transforman rápidamente en electrones y neutrinos mediante un proceso de desintegración de partículas: la transformación de un estado de mayor masa a otro de menor masa. Así, los electrones son estables y el leptón cargado más común en el universo, mientras que los muones y los taus sólo pueden producirse en colisiones de alta energía (como las que involucran rayos cósmicoss y las que se llevan a cabo en aceleradores de partículass).
Los leptones tienen varias propiedades intrínsecas, como carga eléctrica, espín y masa. Sin embargo, a diferencia de los quarks, los leptones no están sujetos a la interacción fuerte, pero sí a las otras tres interacciones fundamentales: gravitación, interacción débil y electromagnetismo, siendo este último proporcional a la carga y, por tanto, nulo para los neutrinos eléctricamente neutros.
Para cada sabor del leptón, existe un tipo correspondiente de antipartícula, conocida como antileptón, que difiere del leptón sólo en que algunas de sus propiedades tienen igual magnitud pero signo opuesto. Según ciertas teorías, los neutrinos podrían ser su propia antipartícula. Actualmente no se sabe si esto es así.
El primer leptón cargado, el electrón, fue teorizado a mediados del siglo XIX por varios científicos.[3][4][5] y fue descubierto en 1897 por J. J. Thomson.[6] El siguiente leptón que se observó fue el muón, descubierto por Carl D. Anderson en 1936, que fue clasificado como un mesón en ese momento.[7] Después de la investigación, se dio cuenta de que el muón no tenía las propiedades esperadas de un mesón, sino que se comportaba como un electrón, solo que con mayor masa. Hubo que esperar hasta 1947 para que se propusiera el concepto de "leptones" como familia de partículas.[8] El primer neutrino, el neutrino electrónico, fue propuesto por Wolfgang Pauli en 1930 para explicar ciertas características de la desintegración beta.[8] Se observó por primera vez en el Experimento de neutrinos de Cowan-Reines realizado por Clyde Cowan y Frederick Reines en 1956.[8][9] El neutrino muón fue descubierto en 1962 por Leon M. Lederman, Melvin Schwartz, y Jack Steinberger,[10] y el tau descubierto entre 1974 y 1977 por Martin Lewis Perl y sus colegas del Centro Acelerador Lineal de Stanford y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.[11] El neutrino tau permaneció escurridizo hasta julio de 2000, cuando la colaboración DONUT de Fermilab anunció su descubrimiento.[12][13]
Los leptones son una parte importante del Modelo Estándar. Los electrones son uno de los componentes del átomo, junto con el protón y el neutrón. También se pueden sintetizar átomos exóticos con muones y taus en lugar de electrones, así como partículas leptón-antileptón como el positronio.