leptoni

leptoni

Insieme ai quark sono le particelle fondamentali di spin 1/2 che sono state osservate in natura e le cui interazioni sono descritte dal Modello Standard della fisica delle particelle. Si dividono in leptoni carichi (e⁻, μ⁻, τ⁻ ovvero l’elettrone, il muone e il tauone o leptone tau) e in leptoni neutri o neutrini (ν_e, ν_μ, ν_τ). A ogni leptone è associato il corrispondente antileptone. I leptoni hanno solo interazioni elettrodeboli (oltre alle interazioni gravitazionali che sono comuni a ogni portatore di energia). In particolare i neutrini hanno solo le interazioni deboli, mentre i leptoni carichi hanno anche le interazioni elettromagnetiche, dovute alla loro carica elettrica. Mentre i leptoni hanno cariche intere, i quark hanno cariche frazionarie. Inoltre i quark, a differenza dei leptoni, hanno anche le interazioni forti in quanto posseggono cariche di colore che sono invece nulle per i leptoni. I diversi ‘sapori’ di leptoni carichi hanno masse molto diverse tra loro (come anche accade per i diversi sapori di quark). Infatti si ha m_e∼0,511 MeV/c², m_μ∼106 MeV/c² e m_τ∼1777 MeV/c². Dei leptoni carichi solo l’elettrone è stabile (essendo la particella più leggera con carica elettrica non nulla). I muoni e i tauoni sono invece instabili con vite medie di τ_μ∼2,2 10⁻⁶ s e τ_τ∼2,9 10⁻¹³ s (le vite medie sono inversamente proporzionali alla massa alla quinta e inoltre il τ ha più canali di decadimento). I neutrini hanno masse assai più piccole di ogni altro leptone o quark: solo alla fine degli anni Novanta si è avuta la prova (dagli esperimenti sulle oscillazioni di neutrino) che, almeno per due di essi, si hanno valori non nulli delle masse. Il valore preciso non si conosce: ma il più pesante ha una massa tra ∼0,05 e ∼1 eV/c² e il secondo più pesante tra ∼0,008 e ∼1 eV/c². Si ritiene che i neutrini hanno masse così piccole perché sono gli unici fermioni completamente neutri. La loro unica carica sarebbe il numero leptonico L (uguale a 1 per i leptoni e −1 per gli antileptoni). Ma si pensa che L non sia esattamente conservato e che la massa dei neutrini sia inversamente proporzionale alla grande scala di energia dove L non si conserva (neutrini di Majorana).

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