Xem mã nguồn của Lepton

{{Infobox Particle
| bgcolour  =
| name  = Lepton
| image  = [[Tập tin:Beta Negative Decay.svg|200px]]
| caption   = Các lepton tham gia vào một số quá trình như [[phân rã beta]].
| num_types  = 6 ([[electron]], [[neutrino electron]], [[muon]], [[neutrino muon]], [[tau (hạt)|tau]], [[neutrino tau]])
| composition = [[Hạt cơ bản]]
| statistics = [[Fermion]]
| group  =
| generation = Thế hệ thứ nhất, thứ hai, thứ ba
| interaction = [[Tương tác điện từ]], [[lực hấp dẫn|Hấp dẫn]], [[tương tác yếu|Yếu]]
| particle  =
| antiparticle  = Phản lepton ({{SubatomicParticle|Antilepton}})
| theorized  =
| discovered =
| symbol   = {{SubatomicParticle|Lepton}}
| baryon number  = 0
| mass  =
| decay_time =
| decay_particle =
| electric_charge = +1 [[điện tích cơ bản|e]], 0 e, −1 e
| color_charge  = Không có
| spin  = {{Frac|1|2}}
| num_spin_states =
}}
{{Special characters}}

'''Lepton''' (tiếng Việt đọc là Lép tôn hay Lép tông) là những [[hạt cơ bản]], có [[fermion|spin bán nguyên]] (spin {{Frac|1|2}}) không tham gia vào [[tương tác mạnh]], nhưng tuân theo [[nguyên lý loại trừ Pauli]].<ref>
{{chú thích web
 |author=
 |title=Lepton (physics)
 |url=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/336940/lepton
 |work=[[Encyclopædia Britannica]]
 |year=
 |access-date = ngày 22 tháng 3 năm 2015}}</ref> Hạt lepton nổi tiếng nhất đó là [[electron]], nó chi phối gần như mọi [[phản ứng hóa học]] cũng như chiếm các vị trí trong [[obital nguyên tử|obitan]] [[nguyên tử]] và gắn liền trực tiếp tới mọi tính chất hóa học của các [[nguyên tố hóa học|nguyên tố]]. Có hai nhóm lepton: các lepton [[điện tích|mang điện]] (còn gọi là các lepton ''kiểu [[electron]]''), và các lepton trung hòa (hay được biết đến là các hạt [[neutrino]]). Lepton mang điện kết hợp với những hạt khác tạo thành nhiều loại [[hạt tổ hợp]] khác nhau như nguyên tử và [[phản vật chất|phản nguyên tử]] [[positronium]], trong khi các hạt neutrino rất hiếm tham gia tương tác, và do đó chúng rất khó khảo sát.

Có sáu loại lepton, còn gọi là ''[[hương (vật lý hạt)|vị]]'', tạo thành ba ''[[thế hệ (vật lý hạt)|thế hệ]]''.<ref name="HyperphysicsLepton">
{{chú thích web
 |author=R. Nave
 |title=Leptons
 |url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/lepton
 |work=HyperPhysics
 |publisher=Georgia State University, Department of Physics and Astronomy
 |year=
 |access-date = ngày 22 tháng 3 năm 2015}}</ref> Thế hệ thứ nhất là ''lepton electron'', bao gồm [[electron]] ({{SubatomicParticle|Electron-}}) và [[neutrino electron]] ({{SubatomicParticle|Electron neutrino}}); thế hệ thứ hai là ''lepton muon'', bao gồm [[muon]] ({{SubatomicParticle|Muon-}}) và [[neutrino muon]] ({{SubatomicParticle|Muon neutrino}}); và thế hệ thứ ba là ''lepton tau'', bao gồm [[Tau (hạt)|tau]] ({{SubatomicParticle|Tau-}}) và [[neutrino tau]] ({{SubatomicParticle|Tau neutrino}}). Electron là hạt có khối lượng nhỏ nhất trong ba lepton mang điện. Các hạt muon và tau nặng hơn sẽ nhanh chóng biến đổi thành electron thông qua quá trình [[phân rã hạt]]: chúng biến đổi từ trạng thái có khối lượng lớn hơn thành trạng thái có khối lượng thấp hơn. Do vậy electron là bền và là lepton mang điện phổ biến nhất trong [[Vũ trụ]], trong khi muon và tau chỉ có thể hình thành từ các va chạm [[vật lý năng lượng cao|năng lượng cao]] (như từ các [[tia vũ trụ]] và trong các [[máy gia tốc hạt]]).

Lepton có nhiều tính chất cơ bản, bao gồm [[điện tích]], [[spin]], và [[khối lượng]]. Tuy nhiên không giống như các [[quark]], lepton không bị ảnh hưởng bởi tương tác mạnh, nhưng chúng tham gia vào cả ba [[tương tác cơ bản]] còn lại: tương tác điện từ (ngoại trừ các neutrino do chúng trung hòa điện), tương tác yếu, và tương tác hấp dẫn. Đối với mỗi vị lepton, có tương ứng một [[phản hạt]], hay [[phản lepton]], mà chỉ khác các lepton trong một số tính chất mà có độ lớn bằng nhau nhưng ngược dấu. Tuy thế, theo một số lý thuyết, các neutrino có thể là [[fermion Majorana|là phản hạt của chính chúng]], nhưng hiện nay các nhà vật lý chưa có thể khẳng định được điều này là đúng hay không.

Một số nhà khoa học đã mô tả bằng lý thuyết hạt lepton mang điện đầu tiên, electron, từ giữa thế kỷ 19<ref name="farrar">
{{chú thích tạp chí
 |author=W.V. Farrar
 |year=1969
 |title=Richard Laming and the Coal-Gas Industry, with His Views on the Structure of Matter
 |journal=Annals of Science
 |volume=25
 |issue=3 |pages=243–254
 |doi=10.1080/00033796900200141
}}</ref><ref name="arabatzis">
{{chú thích sách
 |author=T. Arabatzis
 |year=2006
 |title=Representing Electrons: A Biographical Approach to Theoretical Entities
 |url=http://books.google.com/?id=rZHT-chpLmAC&pg=PA70
 |pages=70–74
 |publisher=University of Chicago Press
 |isbn=0-226-02421-0
}}</ref><ref name="buchwald1">
{{chú thích sách
 |author=J.Z. Buchwald, A. Warwick
 |year=2001
 |title=Histories of the Electron: The Birth of Microphysics
 |url=http://books.google.com/?id=1yqqhlIdCOoC&pg=PA195
 |pages=195–203
 |publisher=MIT Press
 |isbn=0-262-52424-4
}}</ref> và vào năm 1897 nhà vật lý [[Joseph John Thomson|J. J. Thomson]] đã phát hiện ra nó trong các [[tia âm cực]].<ref name="thomson">
{{chú thích tạp chí
 |author=J.J. Thomson
 |year=1897
 |title=Cathode Rays
 |url=http://web.lemoyne.edu/~GIUNTA/thomson1897.html
 |journal=Philosophical Magazine
 |volume=44 |page=293
 |doi=10.1080/14786449708621070
 |issue=269
}}</ref> Lepton được quan sát tiếp theo đó là [[muon]], do [[Carl D. Anderson]] phát hiện vào năm 1936 từ quan sát tia vũ trụ, mà hồi đó nó được xếp thành [[meson]].<ref>
{{chú thích tạp chí
 |author=S.H. Neddermeyer, C.D. Anderson
 |year=1937
 |title=Note on the Nature of Cosmic-Ray Particles
 |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1937-05-15_51_10/page/n100
 |journal=[[Physical Review]]
 |volume=51
 |issue=10 |pages=884–886
 |doi=10.1103/PhysRev.51.884
|bibcode = 1937PhRv...51..884N |last2=Anderson
 }}</ref> Sau khi nghiên cứu, các nhà vật lý nhận thấy muon không có những tính chất như mong đợi có ở meson, nhưng nó lại hành xử giống với electron hơn, tuy chỉ có khối lượng cao hơn. Và cho tới tận năm 1947 khái niệm về họ các hạt "lepton" mới được đề xuất đầu tiên.<ref name=LAS/> Neutrino đầu tiên, neutrino electron, do [[Wolfgang Pauli]] đề xuất đầu tiên vào năm 1930 nhằm lý giải vấn đề bảo toàn năng lượng trong phân rã beta.<ref name=LAS/> Tới năm 1956 hạt này mới được [[Clyde Cowan]] và [[Frederick Reines]] quan sát trong [[thí nghiệm neutrino Cowan–Reines]].<ref name=LAS>{{chú thích tạp chí
 |author=
 |year=1997
 |title=The Reines-Cowan Experiments: Detecting the Poltergeist
 |journal=Los Alamos Science
 |volume=25
 |issue=
 |page=3
 |url=http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?25-02.pdf
 |access-date=ngày 10 tháng 2 năm 2010
 |archive-date=2013-02-21
 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130221123519/http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?25-02.pdf
 }}</ref><ref>
{{chú thích tạp chí
 |author=F. Reines, C.L. Cowan, Jr.
 |year=1956
 |title=The Neutrino
 |journal=[[Nature (tạp chí)|Nature]]
 |volume=178
 |issue=4531 |page=446
 |doi=10.1038/178446a0
|bibcode = 1956Natur.178..446R |last2=Cowan
 }}</ref> Neutrino muon được phát hiện vào năm bởi [[Leon M. Lederman]], [[Melvin Schwartz]] và [[Jack Steinberger]],<ref name="slac.stanford.edu">
{{chú thích tạp chí
 |author=G. Danby
 |year=1962
 |title=Observation of high-energy neutrino reactions and the existence of two kinds of neutrinos
 |url=
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=9 |page=36
 |doi=10.1103/PhysRevLett.9.36
|bibcode = 1962PhRvL...9...36D
 |last2=Gaillard
 |first2=J-M.
 |last3=Goulianos
 |first3=K.
 |last4=Lederman
 |first4=L.
 |last5=Mistry
 |first5=N.
 |last6=Schwartz
 |first6=M.
 |last7=Steinberger
 |first7=J. }}</ref> và hạt tau được phát hiện trong giữa các năm 1974 và 1977 bởi [[Martin Lewis Perl]] và cộng sự ở [[Trung tâm máy gia tốc thẳng Stanford]] và [[Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley]].<ref>
{{chú thích tạp chí
 |author=M.L. Perl
 |title=Evidence for Anomalous Lepton Production in {{SubatomicParticle|Positron}}{{SubatomicParticle|Electron}} Annihilation
 |journal=Physical Review Letters
 |volume=35 |issue=22 |page=1489
 |year=1975
 |doi=10.1103/PhysRevLett.35.1489
|bibcode=1975PhRvL..35.1489P
 |last2=Abrams
 |first2=G.
 |last3=Boyarski
 |first3=A.
 |last4=Breidenbach
 |first4=M.
 |last5=Briggs
 |first5=D.
 |last6=Bulos
 |first6=F.
 |last7=Chinowsky
 |first7=W.
 |last8=Dakin
 |first8=J.
 |last9=Feldman
 |first9=G.
|last10=Friedberg
 |first10=C.
 |last11=Fryberger
 |first11=D.
 |last12=Goldhaber
 |first12=G.
 |last13=Hanson
 |first13=G.
 |last14=Heile
 |first14=F.
 |last15=Jean-Marie
 |first15=B.
 |last16=Kadyk
 |first16=J.
 |last17=Larsen
 |first17=R.
 |last18=Litke
 |first18=A.
 |last19=Lüke
 |first19=D.
 |last20=Lulu
 |first20=B.
 |last21=Lüth
 |first21=V.
 |last22=Lyon
 |first22=D.
 |last23=Morehouse
 |first23=C.
 |last24=Paterson
 |first24=J.
 |last25=Pierre
 |first25=F.
 |last26=Pun
 |first26=T.
 |last27=Rapidis
 |first27=P.
 |last28=Richter
 |first28=B.
 |last29=Sadoulet
 |first29=B.
 |last30=Schwitters
 |first30=R.
 |display-authors=29
 }}</ref> Neutrino tau vẫn còn lảng tránh cho tới tận tháng 7 năm 2000, khi đội DONUT từ [[Fermilab]] thông báo đã phát hiện thấy nó.<ref name=tauonpress>
{{cite press
 |author=
 |date=ngày 20 tháng 7 năm 2000
 |title=Physicists Find First Direct Evidence for Tau Neutrino at Fermilab
 |url=http://www.fnal.gov/pub/presspass/press_releases/donut.html
 |publisher=Fermilab
}}</ref><ref name=tauonpaper>
{{chú thích tạp chí
 |author=K. Kodama (DONUT Collaboration)
 |year=2001
 |title=Observation of tau neutrino interactions
 |journal=[[Physics Letters B]]
 |volume=504
 |issue=3 |page=218
 |doi=10.1016/S0370-2693(01)00307-0
|arxiv = hep-ex/0012035 |bibcode = 2001PhLB..504..218D |last2=Kodama
 |last3=Ushida
 |last4=Andreopoulos
 |last5=Saoulidou
 |last6=Tzanakos
 |last7=Yager
 |last8=Baller
 |last9=Boehnlein
 |last10=Freeman
 |last11=Lundberg
 |last12=Morfin
 |last13=Rameika
 |last14=Yun
 |last15=Song
 |last16=Yoon
 |last17=Chung
 |last18=Berghaus
 |last19=Kubantsev
 |last20=Reay
 |last21=Sidwell
 |last22=Stanton
 |last23=Yoshida
 |last24=Aoki
 |last25=Hara
 |last26=Rhee
 |last27=Ciampa
 |last28=Erickson
 |last29=Graham
 |last30=Heller
 |display-authors=29
 }}</ref>
 
Lepton là những hạt cơ bản quan trọng của [[Mô hình Chuẩn]]. Các electron là những hạt cấu thành lên nguyên tử, cùng với [[proton]] và [[neutron]]. Những [[nguyên tử ngoại lai]] với muon và tau thay thế cho electron cũng đã được tổng hợp, và các hạt lepton–phản lepton như [[positronium]] đã được tạo ra trong các phòng thí nghiệm.

==Từ nguyên==
Tên gọi ''lepton'' bắt nguồn từ tiếng [[Hy Lạp cổ đại]] {{lang|el|λεπτός}} ''leptós'', nghĩa là "mảnh, nhỏ, mịn" (dạng trung tính: λεπτόν ''leptón'');<ref>[http://www.etymonline.com/index.php?term=lepton "lepton"]. ''Online Etymology Dictionary''.</ref><ref>{{LSJ|lepto/s|λεπτός|ref}}.</ref> bản thảo cổ nhất chứa tên này xuất hiện từ ngôn ngữ [[Hy Lạp Mycenaean]] {{lang|gmy|𐀩𐀡𐀵}}, ''re-po-to'', viết trong bản âm tiết "Linear B".<ref>Tìm thấy ở bảng [[Knossos|KN]] L 693 và [[Pylos|PY]] Un 1322. {{chú thích web|title=The Linear B word re-po-to|publisher=Palaeolexicon. Word study tool of ancient languages|url=http://www.palaeolexicon.com/ShowWord.aspx?Id=16917}} {{chú thích web|url=http://minoan.deaditerranean.com/resources/linear-b-sign-groups/re/re-po-to/|title=re-po-to|work=Minoan Linear A & Mycenaean Linear B|last=Raymoure|first=K.A.|publisher=Deaditerranean|ngày truy cập=2015-03-29|archive-date=2016-01-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20160116072258/http://minoan.deaditerranean.com/resources/linear-b-sign-groups/re/re-po-to/|url-status=dead}} {{chú thích web|title=KN 693 L (103)|url=https://www2.hf.uio.no/damos/Index/item/chosen_item_id/630}} {{chú thích web|title=PY 1322 Un + fr. (Cii)|website=DĀMOS: Database of Mycenaean at Oslo|url=https://www2.hf.uio.no/damos/Index/item/chosen_item_id/5021|publisher=[[University of Oslo]]}}</ref> Nhà vật lý [[Léon Rosenfeld]] là người đầu tiên sử dụng tên gọi ''lepton'' vào năm 1948:<ref>L. Rosenfeld (1948)</ref>
<blockquote>Theo như gợi ý của giáo sư [[C. Møller]], tôi chấp nhận cách gọi — một cách mô phạm cho "nucleon" — đặt tên cho những hạt có khối lượng nhỏ là "lepton" (bắt nguồn từ λεπτός, nghĩa là nhỏ, mảnh).</blockquote>

Tên gọi này hàm ý không đúng rằng mọi lepton có khối lượng nhỏ. Khi Rosenfeld đặt tên cho chúng, mới chỉ có hai lepton được biết đến là electron và muon, mà chúng thực sự có khối lượng nhỏ— khối lượng nghỉ của electron ({{val|0.511|ul=MeV/c2}})<ref name="Electron">C. Amsler. (2008): [http://pdg.lbl.gov/2008/listings/s003.pdf Particle listings – {{SubatomicParticle|Electron-}}]</ref> và của muon (với giá trị {{val|105.7|u=MeV/c2}})<ref name="Muon">C. Amsler. (2008): [http://pdg.lbl.gov/2008/listings/s004.pdf Particle listings – {{SubatomicParticle|Muon-}}]</ref> bằng một phần nhỏ so với hạt proton nặng hơn ({{val|938.3|u=MeV/c2}}).<ref name="Proton">C. Amsler. (2008): [http://pdg.lbl.gov/2008/listings/s016.pdf Particle listings – {{SubatomicParticle|Proton+}}]</ref> Tuy nhiên, khối lượng của hạt tau (khám phá vào thập niên 1970) ({{val|1777|u=MeV/c2}})<ref name="Tauon">C. Amsler. (2008): [http://pdg.lbl.gov/2008/listings/s035.pdf Particle listings – {{SubatomicParticle|Tau-}}]</ref> gần bằng hai lần của proton, và khoảng 3.500 lần của electron.

== Lịch sử ==
{{Xem thêm|Electron#Khám phá|Muon#Lịch sử|Tau (hạt)#Lịch sử}}
[[Tập tin:Muon Decay.svg|left|200px|thumb|Hạt muon biến đổi thành một hạt [[neutrino muon]] bằng cách phát ra một [[boson W|boson {{SubatomicParticle|W boson-}}]]. Boson {{SubatomicParticle|W boson-}} sau đó phân rã thành một [[electron]] và một [[phản neutrino electron]].]]
{| class="wikitable" style="float:right; font-size:90%; margin:.5em 0.5em 1em;"
|+Lepton nomenclature
|-
!Hạt!! Phản hạt
|-
|Electron || Phản electron<br>Positron
|-
|Neutrino electron || Phản neutrino electron
|-
|Muon<br>Lepton mu<br>Mu || Phản muon<br>Phản lepton Mu<br>Phản mu
|-
|Neutrino muon<br>Neutrino muonic<br>Neutrino Mu|| Phản neutrino muon<br>Phản neutrino muonic<br>Phản neutrino Mu
|-
|Tauon<br>Lepton tau<br>Tau || Phản tauon<br>Phản lepton tau<br>Phản tau
|-
|Neutrino tauon<br>Neutrino tauonic<br>Neutrino tau|| Phản neutrino tau<br>Phản neutrino tauonic<br>Phản neutrino tau
|}

Lepton được phát hiện là electron, do nhà vật lý [[J.J. Thomson]] và các cộng sự người Anh khám phá ra vào năm 1897.<ref>S. Weinberg (2003)</ref><ref>R. Wilson (1997)</ref> Sau đó vào năm 1930 [[Wolfgang Pauli]] đề xuất ra [[neutrino electron]] để "cứu" [[định luật bảo toàn năng lượng]], [[định luật bảo toàn động lượng]], và [[định luật bảo toàn mô men động lượng]] trong [[phân rã beta]].<ref>K. Riesselmann (2007)</ref> Lý thuyết của Pauli cho rằng có một hạt chưa được phát hiện đã mang theo [[năng lượng]], [[động lượng]], và [[mômen động lượng]] đi khỏi sau [[phản ứng hạt nhân]]. Neutrino electron khi ấy được đơn giản gọi là neutrino, bởi vì các nhà vật lý hạt vẫn chưa biết neutrino có các vị khác nhau (hay các "thế hệ" khác nhau).

Gần 40 năm kể từ khi phát hiện ra electron, [[Carl D. Anderson]] mới phát hiện ra hạt muon vào năm 1936. Do nó có khối lượng lớn hơn electron, ban đầu người ta xếp nó vào loại hạt [[meson]] hơn là hạt lepton.<ref>S.H. Neddermeyer, C.D. Anderson (1937)</ref> Dần dần sau đó hạt muon thể hiện ra các tính chất tương tự như với electron hơn là của meson, vì muon không tham gia vào [[tương tác mạnh]], do vậy các nhà vật lý đã phải phân loại lại muon: electron, muon, và neutrino (electron) được xếp vào một nhóm hạt mới – họ lepton. Năm 1962, [[Leon M. Lederman]], [[Melvin Schwartz]] và [[Jack Steinberger]] chỉ ra tồn tại nhiều hơn một loại neutrino khi lần đầu tiên họ phát hiện thấy sự tương tác của neutrino muon, với phát hiện này ba nhà vật lý hạt nhận [[Giải Nobel Vật lý]] năm 1988, cho dù đến lúc đó lớp các vị neutrino khác nhau đã được lý thuyết tiên đoán là tồn tại.<ref>I.V. Anicin (2005)</ref>

Hạt [[tau (hạt)|tau]] được phát hiện lần đầu tiên trong một loạt những quan sát thí nghiệm trong các năm 1974 và 1977 bởi [[Martin Lewis Perl]] và các cộng sự tại [[Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley|nhóm LBL group]] thuộc [[SLAC]].<ref>M.L. Perl (1975)</ref> Giống nhu electron và muon, ngay lập tức các nhà vật lý hạt tiên đoán nó sẽ phải đi kèm với một loại neutrino. Chứng cứ đầu tiên về neutrino tau đến từ quan sát sự "thiếu hụt" năng lượng và động lượng khi hạt tau phân rã, tương tự như sự thiếu năng lượng và động lượng trong phân rã beta dẫn tới khám phá ra neutrino electron. Bằng chứng trực tiếp về tương tác của neutrino tau được công bố vào năm 2000 bởi nhóm [[DONUT]] tại [[Fermilab]], và nó cũng là hạt cuối cùng trong [[Mô hình Chuẩn]] được quan sát trực tiếp,<ref name="obs">K. Kodama (2001)</ref> trong khi [[boson Higgs]] được phát hiện một cách gián tiếp thông qua các kênh phân rã vào năm 2012 tại LHC.

Mặc dù mọi dữ liệu hiện tại là tương thích với ba thế hệ lepton, một số nhà vật lý hạt đang hướng tới tìm kiếm thế hệ thứ tư. Giới hạn dưới hiện tại về khối lượng của lepton mang điện thế hệ thứ tư là bằng {{val|100.8|ul=GeV/c2}},<ref>C. Amsler. (2008) [http://pdg.lbl.gov/2008/listings/s025.pdf Heavy Charged Leptons Searches]</ref> trong khi neutrino đi kèm với nó sẽ có khối lượng ít nhất bằng {{val|45.0|ul=GeV/c2}}.<ref>C. Amsler. (2008) [http://pdg.lbl.gov/2008/listings/s077.pdf Searches for Heavy Neutral Leptons]</ref>

==Tính chất==

===Spin và tính chiral===
[[Tập tin:Right left helicity.svg|thumb|200px|phải|Hạt xoay trái và xoay phải]]
 
Lepton là những hạt có [[spin]]-{{frac|1|2}}. Từ đó [[định lý thống kê spin]] nói rằng chúng là các [[fermion]] và phải tuân theo [[nguyên lý loại trừ Pauli]]; không có hai lepton trong cùng một thế hệ nào có thể ở cùng một trạng thái giống nhau trong cùng một thời gian. Hơn nữa, điều này có nghĩa rằng một lepton chỉ có thể ở một trong hai trạng thái spin, lên hoặc xuống.

Một tính chất có liên hệ gần gũi với spin đó là tính [[chiral (vật lý)|chiral]], mà hóa ra lại có liên hệ gần với một tính chất có thể dễ dàng hình dung gọi là [[tính xoáy ốc]] (helicity). Tính xoáy ốc của một hạt là hướng của spin so với [[động lượng]] của nó; các hạt với spin có hướng cùng hướng với vectơ động lượng của nó được gọi là ''hạt định hướng phải'' (hay xoay phải); right-handed) và trường hợp khác gọi là ''hạt định hướng trái''. Khi một hạt không có khối lượng, hướng của vectơ động lượng so với spin của hạt là không phụ thuộc vào hệ quy chiếu, trong khi đối với các hạt có khối lượng có thể tránh sự phụ thuộc hệ quy chiếu thông qua [[phép biến đổi Lorentz]] làm đảo tính định hướng. Tính chiral là một tính chất kỹ thuật (xác định thông qua phép biến đổi đối với [[nhóm Poincaré]]) mà khớp với tính định hướng đối với những hạt (xấp xỉ) phi khối lượng và vẫn còn xác định tốt cho hạt mang khối lượng.
 
Trong nhiều [[lý thuyết trường lượng tử]]—như [[điện động lực học lượng tử]] và [[sắc động lực học lượng tử]]—các fermion định hướng trái và phải là đồng nhất giống nhau. Tuy nhiên trong Mô hình Chuẩn các fermion định hướng trái và phải được coi là bất đối xứng. Chỉ ó nhũng fermion định hướng trái là tham gia vào [[tương tác yếu]], trong khi không có neutrino định hướng phải. Đây là một ví dụ về sự [[vi phạm tính chẵn lẻ]]. Trong các giáo trình vật lý hạt, các trường định hướng trái thường được ký hiệu bằng chữ ''L'' hoa ở dưới (như {{SubatomicParticle|electron}}<sub>L</sub>) các trường định hướng phải thường được ký hiệu bằng chữ ''R'' hoa ở dưới.
{{clr}}

=== Tương tác điện từ ===
[[Tập tin:Lepton-interaction-vertex-eeg.svg|nhỏ|phải|Tương tác lepton-photon.]] 
Một trong những tính chất điển hình của lepton là [[điện tích]] ''Q'' của chúng. Điện tích xác định lên cường độ của tương tác điện từ chúng tham gia vào. Nó xác định cường độ của [[điện trường]] sinh ra bởi hạt (xem [[định luật Coulomb]]) và hạt phản ứng mạnh tới mức nào khi nó nằm trong một điện trường ngoài hay [[từ trường]] ngoài (xem [[lực Lorentz]]). Mỗi một thế hệ bao gồm một hạt lepton mang điện tích ''Q''&nbsp;=&nbsp;−1 (thường điện tích của hạt được biểu diễn bằng đơn vị của [[điện tích cơ bản]]) và một lepton với điện tích bằng 0. Các lepton mang điện thường được đơn giản coi là 'lepton mang điện dương' trong khi lepton trung hòa được gọi là neutrino. Ví dụ thế hệ đầu tiên gồm electron {{SubatomicParticle|electron}} với điện tích âm và neutrino electron trung hòa điện {{SubatomicParticle|electron neutrino}}.
 
Trong ngôn ngữ của lý thuyết trường lượng tử, các lepton mang điện tham gia vào tương tác điện từ được thể hiện bằng cách chúng tương tác với lượng tử của trường, hay [[photon]]. [[Biểu đồ Feynman]] của tương tác electron-photon được vẽ ra ở bên trái.

Bởi vì các lepton sở hữu một tính chất quay lượng tử nội tại của spin, các lepton mang điện sinh ra một từ trường. Giá trị độ lớn [[mômen lưỡng cực từ]] của chúng ''μ'' tính bằng,<ref>
{{chú thích tạp chí 
 | title = New measurement of the electron magnetic moment using a one-electron quantum cyclotron
 | year = 2006
 | journal = Physical Review Letters
 | volume = 97
 | issue = 3
 | pages = 030801
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.97.030801
 | pmid=16907490
 | bibcode=2006PhRvL..97c0801O 
 | arxiv=0801.1134v2 
 | last1 = Odom 
 | first1 = B. 
 | last2 = Hanneke 
 | first2 = D. 
 | last3 = d’Urso 
 | first3 = B. 
 | last4 = Gabrielse 
 | first4 = G.
}}</ref>
:<math>\mu = g \frac{ Q \hbar}{2 m}\frac{S}{\hbar}, </math>
với ''m'' là khối lượng của lepton, S là spin của hạt và ''g'' là [[hệ số-g (vật lý)|hệ số-g]] cho lepton. Đối với phép xấp xỉ bậc nhất trong cơ học lượng tử tiên đoán hệ số-g bằng 2 đối với mọi lepton. Tuy nhiên, những hiệu ứng lượng tử bậc cao hơn nguyên do từ những hiệu chỉnh chân không nhỏ trong biểu đồ Feynman làm ảnh hưởng tới giá trị này. Những đóng góp này, được gọi là [[mômen lưỡng cực từ dị thường]], rất nhạy đối với những chi tiết của một mô hình lý thuyết trường lượng tử và do đó cung cấp cơ hội cho những kiểm nghiệm chính xác của Mô hình chuẩn. Các giá trị lý thuyết và thực nghiệm cho mômen lưỡng cực từ dị thường đã khớp với nhau đến 8 chữ số sau dấu phẩy.<ref>M.E. Peskin, D.V. Schroeder (1995), p. 197</ref>

=== Tương tác yếu ===
{| style="float:right; margin: 0em 0em 1em 1em "
|-
|
{|class=wikitable style="font-size:90%;"
|[[Hình:Lepton-interaction-vertex-evW.svg|frameless|upright=.7]]
|[[Hình:Lepton-interaction-vertex-pvW.svg|frameless|upright=.7]]
|[[Hình:Lepton-interaction-vertex-eeZ.svg|frameless|upright=.7]]
|-
|colspan=3|Tương tác yếu của thế hệ lepton thứ nhất.
|}
|} 
Trong Mô hình Chuẩn các lepton mang điện định hướng trái và neutrino định hướng trái được xếp thành cặp song tuyến (doublet) {{nowrap|({{SubatomicParticle|electron neutrino}}<sub>L</sub>, {{SubatomicParticle|electron}}<sub>L</sub>)}} mà biến đổi trong biểu diễn [[spinor]] (''T''&nbsp;=&nbsp;{{frac|1|2}}) của đối xứng chuẩn spin đồng vị yếu [[SU(2)]]. Điều này có nghĩa rằng những hạt này là trạng thái riêng của hình chiếu spin đồng vị ''T''<sub>3</sub> với giá trị riêng tương ứng {{frac|1|2}} và −{{frac|1|2}}. Trong khi đó, lepton mang điện định hướng phải biến đổi như là spin đồng vị vô hướng (''T''&nbsp;=&nbsp;0) và do đó không tham gia vào tương tác yếu, trong khi không tồn tại các neutrino định hướng phải.

[[Cơ chế Higgs]] tái kết hợp trường chuẩn của spin đồng vị yếu SU(2) và các đối xứng [[siêu tích yếu]] U(1) với ba boson vectơ có khối lượng ({{SubatomicParticle|W boson+}}, {{SubatomicParticle|W boson-}}, {{SubatomicParticle|Z boson0}}) là những hạt truyền tương tác yếu, và một boson vectơ không có khối lượng, photon, chịu trách nhiệm truyền tương tác điện từ. Điện tích ''Q'' có thể được tính toán từ hình chiếu spin đồng vị ''T''<sub>3</sub> và siêu tích yếu ''Y''<sub>W</sub> thông qua [[công thức Gell-Mann–Nishijima]],
:''Q'' = ''T''<sub>3</sub> + ''Y''<sub>W</sub>/2 
Để thu được điện tích mà như quan sát thấy ở mọi hạt spin đồng vị yếu song tuyến định hướng trái {{nowrap|({{SubatomicParticle|electron neutrino}}<sub>L</sub>, {{SubatomicParticle|electron}}<sub>L</sub>)}} buộc phải có ''Y''<sub>W</sub>&nbsp;=&nbsp;−1, trong spin đồng vị vô hướng định hướng phải e{{su|p=−|b=R}} phải có ''Y''<sub>W</sub>&nbsp;=&nbsp;−2. Tương tác của các lepton với các boson vectơ yếu được thể hiện ở hình bên trái.

=== Khối lượng === 
Trong Mô hình Chuẩn mỗi lepton bắt đầu với khối lượng nội tại bằng 0. Các lepton mang điện (như electron, muon, và tau) thu được khối lượng hữu hiệu thông qua tương tác với [[trường Higgs]], nhưng các neutrino vẫn không có khối lượng. Vì lý do kỹ thuật các neutrino không có khối lượng hàm ý rằng không có sự trộng giữa các thế hệ lepton mang điện khác nhau tương tự như đối với [[ma trận CKM|quark]]. Điều này gần khớp với quan sát thực nghiệm hiện tại.<ref>M.E. Peskin, D.V. Schroeder (1995), p. 27</ref>

Tuy nhiên từ các thí nghiệm đã biết – chủ yếu từ các quan sát [[neutrino dao động]]<ref>Y. Fukuda. (1998)</ref> – cho thấy các neutrino thực tế lại có khối lượng rất nhỏ, có lẽ nhỏ hơn {{val|2|ul=eV/c2}}.<ref name="Neutrino"/> Điều này hàm ý sự tồn tại của nền [[vật lý ngoài phạm vi Mô hình Chuẩn]]. Sự mở rộng được ủng hộ nhiều nhất hiện nay đó là cơ chế lắc lư (seesaw mechanism), mà có thể giải thích đồng thời tại sao các neutrino định hướng trái có khối lượng rất nhỏ so với các lepton mang điện tương ứng, và tại sao chúng ta vẫn chưa nhìn thấy bất kỳ một neutrino định hướng phải nào.

=== Số lepton ===
{{chính|Số lepton}}
Các thành viên trong mỗi thế hệ song tuyến spin đồng vị yếu được gán cho các số lepton mà bảo toàn trong các phương trình của Mô hình Chuẩn.<ref name="MartinShaw">B.R. Martin, G. Shaw (1992)</ref> Electron và neutrino electron có ''số electronic'' là ''L''<sub>e</sub>&nbsp;=&nbsp;1, trong khi muon và neutrino muon có ''số muon'' là ''L''<sub>μ</sub>&nbsp;=&nbsp;1, và các hạt tau và neutrino tau có ''số tau'' là ''L''<sub>τ</sub>&nbsp;=&nbsp;1. Các phản lepton có số lepton của thế hệ tương ứng bằng −1.

Sự bảo toàn số lepton có nghĩa là số các hạt lepton của cùng một loại sẽ không đổi khi các hạt tương tác với nhau. Điều này ngụ ý các lepton và phản lepton phải được tạo ra theo cặp trong một thế hệ. Ví dụ, quá trình sau tuân theo sự bảo toàn số lepton:{{clr}}

:{{SubatomicParticle|link=yes|Electron}} + {{SubatomicParticle|link=yes|Antielectron}} &rarr; {{SubatomicParticle|link=yes|Photon}} + {{SubatomicParticle|link=yes|Photon}},
:{{SubatomicParticle|link=yes|Tau}} + {{SubatomicParticle|link=yes|Antitau}} &rarr; {{SubatomicParticle|link=yes|Z boson0}} + {{SubatomicParticle|link=yes|Z boson0}},

nhưng quá trình này không đúng:

:{{SubatomicParticle|link=yes|Photon}} &rarr; {{SubatomicParticle|link=yes|Electron}} + {{SubatomicParticle|link=yes|Antimuon}},
:{{SubatomicParticle|link=yes|W boson-}} &rarr; {{SubatomicParticle|link=yes|Electron}} + {{SubatomicParticle|link=yes|Tau neutrino}},
:{{SubatomicParticle|link=yes|Z boson0}} &rarr; {{SubatomicParticle|link=yes|Muon}} + {{SubatomicParticle|link=yes|Antitau}}.
 
Tuy nhiên, neutrino dao động được biết tới là quá trình vi phạm sự bảo toàn số lepton của từng thế hệ. Những sự vi phạm này được coi là chứng cứ thuyết phục về nền vật lý ngoài phạm vi Mô hình Chuẩn. Một sự bảo toàn mạnh hơn đó là định luật bảo toàn số lepton toàn phần (''L''), nó bảo toàn ngay cả khi neutrino dao động, nhưng vẫn có một sự vi phạm khá nhỏ bởi tính dị thường chiral (chiral anomaly).
== Danh sách các lepton ==

{| class="wikitable" style="text-align:center"
|+Các tính chất của lepton
|-
! Hạt/Phản hạt
! Ký hiệu
! [[điện tích|Q]] ([[điện tích cơ bản|e]])
! [[Spin|S]]
! L<sub>e</sub>
! L<sub>μ</sub>
! L<sub>τ</sub>
! Khối lượng (MeV/c<sup>2</sup>)
! Thời gian sống ([[giây|s]])
! Phân rã hay xảy ra
|-
|style="text-align:left"| [[Electron]] / [[Positron]]<ref name="Electron"/>
| {{SubatomicParticle|link=yes|Electron}}/{{SubatomicParticle|link=yes|Positron}}
| −1/+1
| {{frac|1|2}}
| +1/−1
| 0
| 0
| {{val|fmt=commas|0.510998910|(13)}}
| Ổn định
| Ổn định
|-
|style="text-align:left"| [[Muon]] / [[Antimuon]]<ref name="Muon"/>
| {{SubatomicParticle|link=yes|Muon}}/{{SubatomicParticle|link=yes|Antimuon}}
| −1/+1
| {{frac|1|2}}
| 0
| +1/−1
| 0
| {{val|fmt=commas|105.6583668|(38)}}
| {{val|fmt=commas|2.197019|(21)|e=-6}}
| {{SubatomicParticle|link=yes|electron-}} + {{SubatomicParticle|link=yes|electron antineutrino}} + {{SubatomicParticle|link=yes|muon neutrino}}
|-
|style="text-align:left"| [[Tau (particle)|Tau]] / [[Antitau]]<ref name="Tauon"/>
| {{SubatomicParticle|link=yes|Tau}}/{{SubatomicParticle|link=yes|Antitau}}
| −1/+1
| {{frac|1|2}}
| 0
| 0
| +1/−1
| {{val|1776.84|(17)}}
| {{val|2.906|(10)|e=-13}}
| [http://pdg.lbl.gov/2008/listings/s035.pdf Xem {{SubatomicParticle|tau-}} các kiểu phân rã]
|-
|style="text-align:left"| [[Electron neutrino]] / [[Electron antineutrino]]<ref name="Neutrino">C.Amsler (2008): [http://pdg.lbl.gov/2008/listings/s066.pdf Particle listings – Neutrino properties]</ref>
| {{SubatomicParticle|link=yes|Electron neutrino}}/{{SubatomicParticle|link=yes|Electron antineutrino}}
| 0
| {{frac|1|2}}
| +1/−1
| 0
| 0
| < {{val|fmt=commas|0.0000022}}<ref name="neutrinomass">J. Peltoniemi, J. Sarkamo (2005)</ref>
| Chưa đo được
|
|-
|style="text-align:left"| [[Muon neutrino]] / [[Muon antineutrino]]<ref name="Neutrino"/>
| {{SubatomicParticle|link=yes|Muon neutrino}}/{{SubatomicParticle|link=yes|Muon antineutrino}}
| 0
| {{frac|1|2}}
| 0
| +1/−1
| 0
| < 0.17<ref name="neutrinomass" />
| Chưa đo được
|
|-
|style="text-align:left"| [[Tau neutrino]] / [[Tau antineutrino]]<ref name="Neutrino"/>
| {{SubatomicParticle|link=yes|Tau neutrino}}/{{SubatomicParticle|link=yes|Tau antineutrino}}
| 0
| {{frac|1|2}}
| 0
| 0
| +1/−1
| < 15.5<ref name="neutrinomass" />
| Chưa đo được
|
|}

==Tham khảo==
{{tham khảo}}
== Liên kết ngoài ==
{{thể loại Commons|Leptons}}
{{wiktionary|lepton}}
*[http://pdg.lbl.gov Particle Data Group homepage]. The PDG compiles authoritative information on particle properties.
*[http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/lepton.html Leptons], a summary of leptons from ''Hyperphysics''.
{{Hạt cơ bản}}
{{Kiểm soát tính nhất quán}}

[[Thể loại:Lepton| ]]
[[Thể loại:Khái niệm vật lý]]
[[Thể loại:Hạt sơ cấp]]