Leptonlar – kuchli o’zaro ta’sirlashishda qatnashmaydigan zarralar gruppasi (bu nom yunoncha «lepton» - «engil» so’zidan kelib chiqqan). Barcha leptonlar ¹/₂ spinga ega. Zaryadlangan leptonlar – elektron e^- myuon μ^- og’ir lepton τ^- va ularga mos antizarralar e⁺, μ⁺, τ⁺ (Antimodda) hamda neytral leptonlar – neytrinoning turli xillari mavjud (ular haqida alohida maqolada gapirilgan).

Zaryadlangan leptonlardan birinchi bo’lib elektron 1897 yilda ingliz olimi J. J. Tomson tomonidan kashf qilingan (Elektron). Uning antizarrasi - pozitronni 1932 yilda amerika fizigi A. Anderson kosmik nurlar tarkibida aniqlagan. 1936 yilda yana kosmik nurlarni o’rganish vaqtida myuonlar μ^- va μ⁺ topilgan. Oldiniga bir oz tushunmovchilik yuz berdi. Myuonlarni yapon fizigi X. Yukava nazariyasiga muvofiq kuchli o’zaro ta’sirga uchragan zarraga o’xshatishga urinishgan. Tez orada ma’lum bo’lishicha, myuon kuchli o’zaro ta’sirlarga hech aloqador emas ekan (Yukava bashorat qilgan zarralar 1947 yilda kashf qilingan μ^- mezonlar ekan). Ana shunda myuon jumbog’i paydo bo’ldi. Gap shundaki, myuon elektronga juda o’xshash: ularda elektr zaryadi, spin bir xil, ikkalasi ham faqat kuchsiz va elektromagnit o’zaro ta’sirlarda birday qatnashadi. Ularning bir-biridan yagona ko’rinadigan farqi massasida: myuon elektrondan 206,8 marta og’ir (uning hozirgi zamon tushunchasiga ko’ra massasi m_μ=105,65943MeV/c≈1,88•10^-25 ). Massasining og’irligi tufayli myuon barqarorligini yo’qotgan, uning yashash davri ≈2,2•10^-6.

Elektron barqaror, chunki u hech narsaga parchalanmaydi. Haqiqatan, elektr zaryadini saqlaganligi tufayli elektronning yemirilishi u yengilroq zaryadlangan zarralar chiqargandagina mumkin bo’lardi, biroq bunday zarralarning mavjudligi haqida hozirgacha biror narsa ma’lum emas. Agar zaryadning saqlanish qonuni tabiatning ancha aniq qonuni bo’lmaganida edi, elektron, masalan, neytrino va fotonga parchalanishi mumkin zdi. Bunday parchalanishlarni izlash hech qanday natija bermadi va elektronning yashash davri kamida 10²² yilga teng ekanligini ko’rsatdi (qiyoslash uchun: bizning Koinot «atigi» 2•10¹⁰ yil yashar ekan). Shuning uchun hozirgi zamon nazariyasiga ko’ra, elek­tron barqaror zarra hisoblanadi. Shuni aytishimiz lozimki, protonning yashash davri uchun eksperimental chegara bundan ham ulkan (kamida 10³² yil), lekin uning parchalanishi mumkinligi to’g’risidagi nazariyalar keyingi paytlarda ommalashib ketdi (Tabiat kuchlarining birligi).

Myuonning yemirilishi osonroq u parchalanishi mumkin va haqiqatan ham elektron va har xil neytrino juftiga parchalanadi: Bunday parchalanishga kuchsiz o’zaro ta’sirlar sababchi. Myuon yashash davrining eksperimental qiymati nazariy hisoblarga moc keladi. Albatta, musbat zaryadlangan myuonning yemirilishi ham xuddi shu tarzda o’tadi:

Myuon jumbog’ini oxirigacha hal qilmay turib, olimlar uchinchi zaryadlangan lepton &taul^- (tau-lepton)ni kashf qilishdi. U 1975 yilda Stanford shahri (AQSh)da M. Perl rahbarligida bir gruppa fiziklar tomonidan uchrashuvchi elektron-pozitron oqimlarida o’tkazilgan tajribalarda katta energiyali elektron va pozitronning annigilyatsiyalanishi topildi. Og’ir tau-leptonning massasi elektron massasidan deyarli 3500 marta katta (m_x≈1784MeV/c²) U hatto protondan ham deyarli ikki marta og’ir. τ^- leptonning yashash vaqti faqat 1981 yildagina ancha aniq topildi -3,4•10^-13 Bunday yashash vaqti shuni ko’rsatadiki, τ^- leptonlarning kuchsiz o’zaro ta’sirlari elektronlar va myuonlarning kuchsiz o’zaro ta’sirlariga juda o’xshaydi (shuni ko’zda tutish kerakki, zarra qanchalik og’ir bo’lsa, boshqa sharoitlar bir xil bo’lgani holda, u yengilroq zarralarga shunchalik tez parchalanadi, (Kuchsiz o’zaro ta’sirlar). Mavjud ma’lumotlar τ^- leptonning boshqa jihatlardan ham elektron va myuonga o’xshash ( e^-μ•τ^- universallik), deb ta’kidlashga imkon beradi.

Zaryadlangan leptonlar yana bir xossasi bilan bir-birlariga o’xshaydi. Hozirgi zamon nazariyasiga ko’ra ularning barchasi nuqtaviy ob’ektlar hisoblanadi, ular adronlardan farqli ravishda ichki strukturaga ega bo’lmaydi. Eng qudratli tezlatkichlarda hozirgi vaqtda erishiladigan eng katta energiyalarda olib borilgan eksperimentlar buning to’g’riligini ko’rsatdi (hech bo’lmaganda ≈10^-16sm masofagacha).

Olimlar leptonlar ishtirok etadigan reaktsiyalarni kuzatib, leptonlar bilan antileptonlarning soni o’rtasidagi farq o’zgarmay qolishini aniqlashdi. Bu xossani bayon qilish uchun alohida kvant son - lepton zaryad L tushunchasini kiritishdi va shartli ravishda L=1 qiymatni manfiy zaryadlangan leptonlarga va ularning «hamrohi» neytrinoga, L= -1 qiymatni esa ularning antizarralariga qayd qilishdi. Shunda mazkur hodisa lepton zaryadining saqlanish qonuniga keltiriladi. Masalan, neytronning beta-yemirilish reaksiyasi elektron (L=1) bilan birga elektron antineytrino (L= -1) paydo bo’lishi kerak. Keyinchalik aniqlanishicha, elektron neytrinosi va myuon neytrinosi bir-biriga o’xshash emas ekan, shuning uchun mustaqil saqlanadigan har xil lepton zaryadlar L_e va L_μ kiritishga to’g’ri keldi. Ehtimol, og’ir lepton va uning neytrinosi bilan bog’liq bo’lgan uchinchi tip lepton zaryadi mavjuddir.

Hozircha lepton zaryadining saqlanish qonuni buzilgan hollar kuzatilganicha yo’q. Aytaylik, bu qonun myuonning μ^-→e^-+γ va h.k. tarzda neytrinosiz yemirilishini ta’qiqlaydi. Myuonning ta’qiqlangan va oddiy yemirilish ehtimolliklari nisbati eksperimentlarda aniqlandi va u 10^-9-10^-10 dan kichik ekan. Ta’qiqlangan yemirilishlarni izlash juda qiziqarli, chunki lepton zaryadining saqlanmasligini topish imkoni yo’q emas. Shuni ta’kidlash kerakki, nepton zaryadi qandaydir «lepton» maydon manbai emas, u faqat tajribalarda kuzatiladigan leptonlar ishtirokidagi reaksiyalarning qonuniyatlarini tushuntirish uchungina kiritilgan.

Keyingi yillarda paydo bo’lgan va tabiat kuchlarining birligi haqidagi tasavvurga asoslangan nazariyalar protonning beqarorligini va ayni vaqtda lepton zaryadi saqlanishining buzilishini (masalan, p→e⁺-π⁰ jarayonida) bashorat qiladi.

Xossalari bir-biriga yaqin va massalari katta farq qiladigan har xil tipdagi leptonlarning mavjudligiga sabab nima? Lepton zaryadlarining tabiati qanday? Hali bizga ma’lum bo’lmagan boshqa leptonlar yqo’mi? Hozircha bu savolarga javob yo’q. Ularni hal qilish faqat leptonlarga emas, balki haqiqiy elementar zarralar, ya’ni kuchli o’zaro ta’sirlashuvchi zarralar olamini tashkil qiluvchi zarralar - kvarklar bilan ham bog’liq (Kvarklar, Adronlar) Kvarklar ham massa jihatidan kuchli farq qiladi va o’ziga xos «zaryadlar»ga ega. Kvarklar jufti leptonlar jufti (zaryadlangan lepton va tegishli neytrino) bilan birlashib, elementar zarralar avlodini hosil qiladi. Zarralarning ko’p xossalari avloddan-avlodga o’tib takrorlanadi, avlodlar massasi esa bir-biridan katta farq qiladi: ikkinchi avlod (unga myuonlar kiradi) birinchi avloddan (elektronlar bilan), uchinchi avlod esa ( &tau^- leptonlarni o’z ichiga oladi) ikkinchi avloddan og’irroq. Bu avlodlarning ko’p jumboqlarini tadqiq qilish endigina boshlanmoqda.