Quelltext der Seite Lepton

{{Dieser Artikel|befasst sich mit der Klasse von Elementarteilchen. Zu weiteren Bedeutungen siehe [[Lepton (Begriffsklärung)]].}}
[[Datei:Standard Model of Elementary Particles-de.svg|mini|272px|Die Elementarteilchen im Standardmodell: violett: Quarks; grün: Leptonen; rot: Austauschteilchen; gelb: Higgs-Boson]]
'''Leptonen''' sind eine Klasse von [[Elementarteilchen]], die zusammen mit den [[Quark (Physik)|Quarks]] und den [[Eichboson]]en die fundamentalen Bausteine der Materie bilden.<ref>J. Bleck-Neuhaus: ''Elementare Teilchen.'' 2. Auflage, Springer 2012, ISBN 978-3-642-32578-6, S. 426–427.</ref> Für die Anzahl der Leptonen gilt im [[Standardmodell]] der Elementarteilchen ein [[Erhaltungssatz]] (siehe [[Leptonenzahl]]).

Die Bezeichnung wurde nach dem [[Griechische Sprache|griechischen]] {{lang|grc|λεπτός}} ''leptós'' ‚dünn‘, ‚klein‘, ‚fein‘ gebildet.<ref>[[Wilhelm Gemoll]]: ''Griechisch-Deutsches Schul- und Handwörterbuch.'' München/Wien 1965.</ref> Sie ist in Abgrenzung zu zwei anderen Teilchenklassen gewählt, den [[Meson]]en („mittelgewichtig“) und den [[Baryon]]en („schwergewichtig“). Mesonen und Baryonen zählen zu den [[Hadron]]en. Wie sich herausstellte, sind diese Hadronen aus je zwei [[Quark (Physik)|Quarks]] (Mesonen) bzw. drei Quarks (Baryonen) zusammengesetzt, also nicht elementar. Unter den Leptonen gibt es auch Teilchen, die keineswegs „leicht“ sind. So ist beispielsweise das [[τ-Lepton]] (oder ''Tauon'') etwa doppelt so schwer wie ein [[Proton]]. Zum Zeitpunkt der Namensgebung war das Tauon allerdings noch unbekannt.

Insgesamt gibt es sechs Leptonenarten, die aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften in drei sogenannte [[Generation (Teilchenphysik)|Generationen]] aufgeteilt werden. In der folgenden Tabelle sind die Eigenschaften der Leptonen zusammengefasst.

{| class="wikitable" style="text-align:center"
! Gene&shy;ration
! Name
! Sym&shy;bol
! [[Elektrische Ladung|Elektrische<br />Ladung]] (e)
! Masse<br /> ([[Elektronenvolt|MeV]])
! Lebensdauer<br /> ([[Sekunde|s]])
|-
|rowspan="2"| 1 ||style="text-align:left"| [[Elektron]] || <math>e</math> || −1 || 0,511 || <math>\infty</math> (stabil)
|-
|style="text-align:left"| [[Elektron-Neutrino]] || <math>\nu_e</math>
| {{0|−}}0 || < 8 · 10<sup>−7</sup><ref>{{Literatur |Autor=The KATRIN Collaboration |Titel=Direct neutrino-mass measurement with sub-electronvolt sensitivity |Sammelwerk=Nature Physics |Band=18 |Nummer=2 |Datum=2022-02 |ISSN=1745-2481 |DOI=10.1038/s41567-021-01463-1 |Seiten=160–166 |Online=https://www.nature.com/articles/s41567-021-01463-1 |Abruf=2023-06-09}}</ref>|| <math>\infty</math> (stabil)
|-
|rowspan="2"| 2 ||style="text-align:left"| [[Myon]] || <math>\mu</math> || −1 || 105,66 || 2,197 · 10<sup>−6</sup>
|-
|style="text-align:left"| [[Myon-Neutrino]] || <math>\nu_\mu</math>
| {{0|−}}0 || <  0,17  || <math>\infty</math> (stabil)
|-
|rowspan="2"| 3 ||style="text-align:left"| [[Tauon]] || <math>\tau</math> || −1 || 1777 || 2,9 · 10<sup>−13</sup>
|-
|style="text-align:left"| [[Tauon-Neutrino]] || <math>\nu_\tau</math>
| {{0|−}}0 || <  15,5 || <math>\infty</math> (stabil)
|}

Leptonen unterliegen der [[Schwache Wechselwirkung|schwachen Wechselwirkung]], der [[Gravitation]], und falls sie elektrische Ladung tragen, auch der [[elektromagnetische Wechselwirkung|elektromagnetischen Wechselwirkung]]. Alle Leptonen sind [[Fermionen]] und besitzen einen [[Spin]] ½.

Elektron, Myon und Tauon tragen eine negative Elementarladung. Die [[Neutrino]]s sind nicht geladen, unterscheiden sich aber durch ihren [[Flavour]] (<math>e</math>, <math>\mu</math> oder <math>\tau</math>). Zu jedem Lepton existiert ein [[Antiteilchen]]. Auch die Anti-Neutrinos haben keine elektrische Ladung. Die elektrische Ladung der Antiteilchen von Elektron, Myon und Tauon ist eine positive Elementarladung.

Falls die [[Flavour]]-Eigenzustände nicht den Massen-Eigenzuständen der Neutrinos entsprechen, ist der Flavour keine Erhaltungsgröße mehr. Für ein Neutrino, das im Eigenzustand <math>e</math> erzeugt wurde, gibt es nach einer gewissen Zeit eine Wahrscheinlichkeit, auch im Zustand <math>\mu</math> oder <math>\tau</math> nachgewiesen zu werden ([[Neutrinooszillation]]en). Dieses Modell kann das Defizit des auf der Erde gemessenen Flusses der Sonnen-Neutrinos erklären ([[Solares Neutrinodefizit]]). Diesen Ergebnissen zufolge müssen Neutrinos eine Masse größer als Null haben; um deren Nachweis bemühen sich Experimente wie beispielsweise [[KATRIN]].

== Siehe auch ==
* [[Leptoquark]]
* [[Dilepton]]

== Weblinks ==
{{Wiktionary|Lepton}}
* [[Harald Fritzsch]]: [https://www.on.kitp.ucsb.edu/online/colloq/fritzsch1/ ''The Problem of Mass for Quarks and Leptons''.] Vortrag am 22. März 2000 im [[Kavli Institute for Theoretical Physics]] (englisch); Vortragsunterlagen / Audioaufzeichnung

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Lepton| ]]
[[Kategorie:Quantenfeldtheorie]]