Leptón para niños
En física, un leptón es una partícula muy pequeña que no experimenta la interacción fuerte, una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Los leptones son parte de las partículas elementales, que son los bloques de construcción más básicos del universo.
Existen seis tipos de leptones, y cada uno tiene su propia antipartícula. Los leptones son: el electrón, el muon, el tau y tres tipos de neutrinos, uno para cada uno de los anteriores.
Contenido
¿Qué son los leptones y cuántos tipos hay?
Los leptones se agrupan en tres "generaciones" o "sabores".
- La primera generación incluye el electrón (que tiene carga negativa) y el neutrino electrónico (que no tiene carga).
- La segunda generación incluye el muón (también con carga negativa) y el neutrino muónico.
- La tercera generación incluye el tau (con carga negativa) y el neutrino tau (también sin carga).
El electrón es el leptón cargado más ligero y es muy estable. Los muones y los taus son más pesados y se transforman rápidamente en electrones y neutrinos. Por eso, los electrones son muy comunes en el universo, mientras que los muones y los taus solo se producen en eventos de mucha energía, como los rayos cósmicos o en aceleradores de partículas.
¿Qué propiedades tienen los leptones?
Los leptones tienen varias características importantes, como su carga eléctrica, su espín (una especie de giro) y su masa. A diferencia de los quarks, los leptones no sienten la fuerza fuerte. Sin embargo, sí interactúan con las otras tres fuerzas fundamentales: la gravitación, la interacción débil y el electromagnetismo. Los neutrinos, al no tener carga eléctrica, no sienten el electromagnetismo.
Para cada leptón, existe una antipartícula correspondiente, llamada antileptón. Estas antipartículas tienen las mismas propiedades que los leptones, pero con el signo opuesto en su carga. Por ejemplo, la antipartícula del electrón es el positrón, que tiene carga positiva.
¿Cómo se descubrieron los leptones?
El primer leptón en ser descubierto fue el electrón. Fue teorizado a mediados del siglo XIX y luego encontrado por J. J. Thomson en 1897.
El siguiente leptón que se observó fue el muón, descubierto por Carl D. Anderson en 1936. Al principio, se pensó que era otro tipo de partícula, pero luego se dieron cuenta de que se parecía mucho al electrón, solo que era más pesado. En 1947, se propuso la idea de "leptones" como una familia de partículas.
El primer neutrino, el neutrino electrónico, fue propuesto por Wolfgang Pauli en 1930 para explicar cómo se conservaba la energía en ciertos procesos. Fue observado por primera vez en el Experimento de neutrinos de Cowan-Reines en 1956, realizado por Clyde Cowan y Frederick Reines.
El neutrino muónico fue descubierto en 1962 por Leon M. Lederman, Melvin Schwartz y Jack Steinberger. El tau fue descubierto entre 1974 y 1977 por Martin Lewis Perl y su equipo. El neutrino tau fue el último en ser encontrado, en julio de 2000, por la colaboración DONUT en Fermilab.
Los leptones son una parte esencial del Modelo Estándar, que es la teoría que describe las partículas fundamentales y sus interacciones. Los electrones, por ejemplo, son uno de los componentes principales de los átomos, junto con los protones y los neutrones.
¿De dónde viene la palabra "leptón"?
El nombre leptón viene de una palabra del griego que significa "fino, pequeño, delgado". Fue usado por primera vez por el físico Léon Rosenfeld en 1948. Él eligió este nombre porque los leptones conocidos en ese momento (el electrón y el muón) eran mucho más ligeros que otras partículas como los protones y neutrones.
Sin embargo, el tau, que se descubrió más tarde, es mucho más pesado que el electrón y el muón, ¡incluso es casi el doble de pesado que un protón!
Tabla de leptones
Los leptones tienen diferentes masas y cargas eléctricas, como se muestra en esta tabla:
| Leptón cargado / antipartícula | Neutrino / antineutrino | |||||||
| Nombre | Símbolo | Carga eléctrica (e) | Masa (MeV/c2) | Nombre | Símbolo | Carga eléctrica (e) | Masa (MeV/c2) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Electrón / Positrón |  |
−1 / +1 | 0,511 | Neutrino electrónico / Electrón antineutrino |  |
0 | < 0,0000022 | |
| Muon / Antimuón |  |
−1 / +1 | 105,7 | Neutrino muónico / Muon antineutrino |  |
0 | < 0,17 | |
| Tau / Antitau |  |
−1 / +1 | 1777 | Tau neutrino / Tau antineutrino |  |
0 | < 15,5 | |
Las masas de los neutrinos son muy, muy pequeñas, tan pequeñas que son difíciles de medir directamente. Sin embargo, sabemos que no son cero gracias a un fenómeno llamado oscilación de neutrinos.
Los leptones cargados (electrones, muones, taus) interactúan con la fuerza electromagnética y la fuerza débil. Los neutrinos, al no tener carga, solo interactúan con la fuerza débil.
Galería de imágenes
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Nombre y carga eléctrica de los componentes de la materia.
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Ejemplo del decaimiento de un leptón en otras partículas.
Véase también
En inglés: Lepton Facts for Kids
- Física de partículas
- Modelo estándar de física de partículas
- Número leptónico
