Leptón

En física, un leptón es una partícula con espín -1/2 (un fermión) que no experimenta interacción fuerte (esto es, la fuerza nuclear fuerte). 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 muón, el tau y tres neutrinos asociados a cada uno de ellos.

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Propiedades de los leptones

Hay tres conocidos sabores de leptones: el electrón, el muón y el leptón tau. Cada sabor está representado por un par de partículas llamadas doblete débil. Uno es una partícula cargada masiva que lleva el mismo nombre que su sabor (como el electrón). La otra es una partícula neutra casi sin masa llamada neutrino (como el electrón-neutrino). Todas las seis partículas tienen su correspondiente antipartícula (como el positrón o el electrón-antineutrino). Todos los leptones cargados conocidos tienen una sencilla unidad de carga eléctrica (que depende de si son partículas o antipartículas) y todos los neutrinos y antineutrinos tienen carga eléctrica cero. Los leptones cargados tienen dos estados espín posibles, mientras una sola helicidad es observada por los neutrinos (todos los neutrinos son zurdos y todos los antineutrinos son diestros.

Las masas de los leptones también obedecen a una relación simple, conocida como la fórmula de Koide, pero actualmente ésta relación no puede ser explicada.

Cuando interactúan partículas generalmente el número de leptones del mismo tipo (electrones y electrón-neutrino, muones y muón-neutrino, leptón tau y neutrino tau) mantienen lo mismo. Este principio es conocido como la conservación del número leptónico. La conservación de el número de leptones de diferente sabor (p.e. número electrónico o número muónico) algunas veces puede ser violada (como en la oscilación de neutrinos). Una ley de conservación más fuerte es el número total de leptones de todos los sabores que es violada por una pequeña cantidad en el modelo estándar por las llamadas anomalías quirales.

Los acoples de los leptones a los bosones de gauge son independientes del sabor. Esta propiedad es llamada universalidad leptónica y ha sido probada en medidas de la vida media de tauones y muones, y en decaimientos parciales de bosones Z, particularmente en los experimentos de SLC y LEP.

Tabla de leptones

Nombre	Símbolo	Carga eléctrica (e)	Masa(MeV/c²)	Nombre	Símbolo	Carga eléctrica (e)	Masa (MeV/c²)
Carga del leptón / antipartícula				Neutrino / antineutrino
Electrón / Positrón	$e^- \, / \, e^+$	−1 / +1	0.511	Electrón-neutrino / Electron antineutrino	$\nu_e \, / \, \overline{\nu}_e$	0	< 0.0000022^[1]
Muón	$\mu^- \, / \, \mu^+$	−1 / +1	105.7	Muón neutrino / Muón antineutrino	$\nu_\mu \, / \, \overline{\nu}_\mu$	0	< 0.17^[1]
Leptón tau	$\tau^- \, / \, \tau^+$	−1 / +1	1777	Tau neutrino / Tau antineutrino	$\nu_\tau \, / \, \overline{\nu}_\tau$	0	< 15.5^[1]

Se nota que las masas de los neutrinos son conocidas, diferentes de cero, por la oscilación de neutrinos, pero sus masas son lo suficientemente ligeras que no se podían directamente medir hasta el 2007. Sin embargo tienen una medida (indirectamente basada en los periodos de oscilación) la diferencia del cuadrado de las masas entre los neutrinos que tienen que ser estimadas $\Delta m^2_{12} = 80{meV}^2$ y $\Delta m^2_{23} \approx \Delta m^2_{13} = 2400{meV}^2$ . Esto lleva a las siguientes conclusiones:

$ν μ$ y $ν τ$ son mas ligeros que 2.2 eV (es como $ν e$ y las diferencias de masas entre los neutrinos son del orden de los milielectronvoltios).
uno (o muchos) de los neutrinos son mas pesados que 0.040 eV.
dos (o tres) de los neutrinos son mas pesados que 0.008 eV

Los nombre "mu" y "tau" parecen que fueron seleccionados debido a su lugar en el alfabeto griego; mu es la séptima letra después de epsilon (electrón) y tau es la séptima despues de mu.

Etimología

Para más información léase leptón en el Wikicionario.

La palabra "leptón" (del griego leptos) fue usada por primera vez por el físico Léon Rosenfeld en 1948:

Siguiendo la sugerencia del Prof. C. Møller, Yo adopté - como una derivación de "nucleón" - la denominación "leptón" (de λεπτός, pequeño, delgado, delicado) para denotar una partícula de pequeña masa.^[2]

El nombre se origina de antes del descubrimiento en 1970 del pesado leptón tau, que es casi el doble de la masa de un protón.

En la cultura popular

La "radiación del leptón" se dice que se emite por dispositivos que transportan personas de una dimensión en la serie de televisión Stargate SG-1. (Crystal Skull, Arthur's Mantle)
"Que estas buscando ahora, leptón?" Little Man Tate (1991)
The Björk Song por Lore Sjöberg, contiene una canción que involucra un leptón. "She's small and she's odd like a lepton or quark." ("Es pequeña y rara, como un leptón o [un] quark").

Referencias

↑ ^a ^b ^c Laboratory measurements and limits for neutrino properties.
↑ {{{title}}}.

Enlaces externos

The Particle Data Group se compila con autoridad la infomación de las propiedades de las partículas.
Leptons de la Universidad Estatal de Georgia es un pequeño resumen de los leptones.

Véase también

Categorías: Leptones | Partículas elementales

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