Los
leptones son partículas fundamentales que interactúan sólo a través de
interacciones débiles y electromagnéticas; aun cuando la fuerza fuerte pueda
ser mayor que la débil o electromagnética en muchos órdenes de magnitud, no la
experimentan en absoluto. Los leptones son verdaderas partículas fundamentales;
carecen de estructura interna y no se componen de otras partículas todavía más
pequeñas. Cabe suponer que se trata de partículas puntuales sin dimensiones
finitas. Sabemos que poseen un espín de ½ (Resnick et al. 2005).
Los
leptones son muy parecidos a los quarks. La mayor diferencia que hay en ellos
es que los quarks no pueden existir en solitario, sino sólo en agrupaciones de
quarks, mientras que los leptones si existen por sí solos. Ello es debido a que
los quarks sufren la interacción fuerte y los leptones no (Luque et al. 2009).
La
palabra leptón, que significa
“partícula ligera”, fue elegida para reflejar la masa relativamente pequeña de
estas partículas. Existen seis leptones (cuadro 1). Se trata del electrón y el
neutrino, el muón y el neutrino muónico, y el tau y el neutrino tauónico; cada
uno de estos leptones tiene asociada una antipartícula, es decir, existen
además seis antileptones (Tipler y Mosca, 2010).
Los
neutrinos y los antineutrinos de electrón se producen en el decaimiento beta de
los elementos radiactivos. También se crean en grandes cantidades durante los
procesos de fusión solar; para observar los neutrinos solares y medir sus
propiedades se han construido grandes detectores subterráneos (figura 1). También
se producen neutrinos en las fuertes explosiones de las supernovas (Resnick et al. 2005).
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El
modelo estándar consideraba que los neutrinos, al igual que los fotones, careen
de masa. A finales de la década de 1990, ciertos experimentos realizados
utilizando el detector japonés Super-Kamiokande (Super-K) mostraron que los
neutrinos emitidos por el Sol llegaban a la Tierra en cantidades mucho menores
que las predichas a partir de los procesos de fusión del Sol. Este resultado podría
explicarse si la masa del neutrino no fuera nula (Tipler y Mosca, 2010).
Además, de acuerdo con Resnick et al.
(2005), si los neutrinos tienen masa, se les permite transformarse de un tipo a
otro; por ejemplo, los neutrinos de electrón en neutrinos de muón. Esta
conversión, llamada oscilación de
neutrinos, todavía no se observa directamente, pero se sospecha como una
explicación de la reducción del número de neutrinos de electrón que nos llegan
del Sol.
Según
Serway (2005), tenemos tres leyes de la conservación que involucran números
leptónicos, una para cada variedad de leptones. La ley de la conservación del número leptónico electrónico afirma que
cuando ocurre una reacción nuclear o un decaimiento, la suma de los números
leptónicos electrónicos antes del proceso debe ser igual a la suma de los
números leptónicos electrónicos después del proceso.
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