Leptón

Para la subdivisión de la dracma griega, véase Leptón griego.

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. Los leptones forman parte de una familia de partículas elementales conocida como la familia de los fermiones, al igual que los quarks.

Nombre y carga eléctrica de los seis leptones.

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.

Propiedades de los leptones

 

Nombre y carga eléctrica de los componentes de la materia.

 

Ejemplo del decaimiento de un leptón en otras partículas.

Hay tres tipos conocidos de leptones: el electrón, el muon y el leptón tau. Cada tipo está representado por un par de partículas llamadas doblete débil. Uno es una partícula cargada masiva que lleva el mismo nombre que su tipo (como el electrón). La otra es una partícula neutra casi sin masa llamada neutrino (como el neutrino electrónico). Todas, es decir las seis partículas, tienen su correspondiente antipartícula (como el positrón o el antineutrino electrónico). 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 de espín posibles, mientras que se observa una sola helicidad en los neutrinos (todos los neutrinos son levógiros y todos los antineutrinos son dextrógiros.

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

Cuando interactúan partículas, generalmente el número de leptones del mismo tipo (electrones y neutrinos electrónicos, muones y neutrinos muónicos, leptones tau y neutrinos tauónicos) se mantiene. Este principio es conocido como la conservación del número leptónico. La conservación del número de leptones de diferente sabor (p.e. número electrónico o número muónico) algunas veces se puede violar (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

Carga del leptón / antipartícula					Neutrino / antineutrino
Nombre	Símbolo	Carga eléctrica (e)	Masa(MeV/c^2)		Nombre	Símbolo	Carga eléctrica (e)	Masa (MeV/c^2)
Electrón / Positrón	${\displaystyle e^{-}\,/\,e^{+}}$	−1 / +1	0,511		Neutrino electrónico / Electrón antineutrino	${\displaystyle \nu _{e}\,/\,{\overline {\nu }}_{e}}$	0	< 0,0000022^[1]​
Muon / Antimuón	${\displaystyle \mu ^{-}\,/\,\mu ^{+}}$	−1 / +1	105,7		Neutrino muónico / Muon antineutrino	${\displaystyle \nu _{\mu }\,/\,{\overline {\nu }}_{\mu }}$	0	< 0,17^[1]​
Tau / Antitau	${\displaystyle \tau ^{-}\,/\,\tau ^{+}}$	−1 / +1	1777		Tau neutrino / Tau antineutrino	${\displaystyle \nu _{\tau }\,/\,{\overline {\nu }}_{\tau }}$	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 ${\displaystyle \Delta m_{12}^{2}=80{meV}^{2}}$  y ${\displaystyle \Delta m_{23}^{2}\approx \Delta m_{13}^{2}=2400{meV}^{2}}$ . Esto lleva a las siguientes conclusiones:

• ${\displaystyle \nu _{\mu }}$  y ${\displaystyle \nu _{\tau }}$  son más ligeros que 2,2 eV (es como ${\displaystyle \nu _{e}}$  y las diferencias de masas entre los neutrinos son del orden de los milielectronvoltios).
• uno (o muchos) de los neutrinos son más pesados que 0,040 eV.
• dos (o tres) de los neutrinos son más pesados que 0,008 eV

Los nombres "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 después de mu. μ y τ son versiones inestables del electrón. Cuando los leptones están cargados, estos interactúan con interacción electromagnética e interacción débil; no así los neutrinos que lo hacen solo en interacción débil.

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)
• "¿Qué estás buscando ahora, leptón?", Little Man Tate (1991)

Véase también

• Física de partículas
• Modelo estándar de física de partículas
• Número leptónico
• Fórmula de Koide

Referencias

1. «Laboratory measurements and limits for neutrino properties». 
2. Rosenfeld, Léon (1948). Nuclear Forces. Interscience Publishers, New York. pp. xvii. 

Enlaces externos

•   Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre leptón.
• The Particle Data Group. Compila información de las propiedades de las partículas.
• Leptons, de la Universidad Estatal de Georgia, es un pequeño resumen de los leptones.

•   Datos: Q82586
•   Multimedia: Leptons