Лептоны

Существуют три пары лептонов: электрон и электронное нейтрино , мюон и мюонное нейтрино , тау-лептон и тау-нейтрино . Спин всех лептонов равен 1/2. У каждого заряженного лептона есть античастица. Мюон и тау-лептон нестабильны. Каждый заряженный лептон участвует в слабых взаимодействиях в паре со своим нейтрино.

лептоны	спин	заряд	Лептонный заряд	Время жизни, с	Схема распада
	1/2 1/2	-1 +1	+1 -1
	1/2 1/2	0 0	+1 -1
	1/2 1/2	-1 +1	+1 -1
	1/2 1/2	0 0	+1 -1
	1/2 1/2	-1 +1	+1 -1
	1/2 1/2	0 0	+1 -1

Лептоны и кварки образуют класс фундаментальных частиц (фермионов) из которых «сделаны» все остальные частицы. Особую роль играют u,d кварки, электроны и электронное нейтрино из которых составлены нуклоны и атомы и которые определяют ход наблюдаемых в природе процессов. Остальные нуклоны и кварки получают искусственно в мощных ускорителях.

Слабое взаимодействие осуществляется за счет испускания и поглощения промежуточных бозонов W (W⁺, W^-,Z⁰). Если заряженный лептон испускает заряженный промежуточный бозон, он превращается в соответствующее нейтрино (и наоборот, нейтрино испуская заряженный промежуточный бозон превращается в соответствующий заряженный лептон. Универсальность слабых взаимодействий проявляется в том, что промежуточные бозоны испускаются и поглощаются не только лептонами, но и кварками. При этом верхний кварк u превращается в нижний d и наоборот. Все процессы слабого взаимодействия происходят в области пространства размером 10^-18м, т.е. являются точечными даже по ядерным масштабам.

Например, физика бета-распада ядер сводится к распаду d - кварка, входящего в состав нейтрона в u -кварк с испусканием промежуточного W⁺ бозона, который затем превращается в электрон-мюонную пару: .

Слабое взаимодействие наряду с гравитационным является самым универсальным из всех фундаментальных взаимодействий, но является определяющим только при отсутствии других взаимодействий.