Các lepton có điện tích nguyên. Ví dụ điển hình nhất là electron, nó có điện tích là -1. Trong khi đó, quark có điện tích nhỏ hơn 1. Đúng như vậy, cái mà bạn vẫn được biết tới là điện tích cơ bản thực tế không phải là điện tích nhỏ nhất và không chia ra được nữa. Mỗi quark up mang điện tích là +2/3, còn down thì có điện tích -1/3. Hãy thử cộng chúng với nhau, bạn sẽ hiểu tại sao proton có điện tích là +1 còn neutron lại là hạt không mang điện.
Các lepton có thể tồn tại tự do, còn quark thì không. Quark chỉ tồn tại bên trong các hadron (những hạt chứa từ 2 quark trở lên, mà proton và neutron là 2 trong số đó) nhờ liên kết bởi tương tác mạnh - loại tương tác được truyền bởi các hạt gluon. 4 loại quark hiếm gặp hơn gồm charm, strange, top và bottom là những quark không bền và chúng sẽ phân rã để sớm hay muộn cũng sẽ trở thành up hoặc down. Còn up và down thì như vừa nhắc tới, chúng không thể tồn tại độc lập mà chỉ có trong các hadron.
Tới đây, bạn cũng có thể để ý thấy rằng như vậy thì giá trị 1 đơn vị điện tích vẫn có thể coi là điện tích cơ bản, vì lý do đơn giản là điện tích phân số không thể tồn tại độc lập trong tự nhiên.
Có tất cả 4 tương tác cơ bản trong vũ trụ gồm: hấp dẫn, điện từ, mạnh, và yếu. Các quark tham gia cả 4 tương tác này. Trong khi đó, các lepton chỉ tham gia tương tác hấp dẫn, điện từ và yếu. Chúng không tham gia tương tác mạnh. Tương tác mạnh là loại lực mạnh nhất nhưng có cự ly ngắn nhất. Nó chỉ có tác dụng liên kết các quark trong phạm vi bán kính của các hadron (và vì thế cũng đồng thời là tương tác gắn các proton và neutron vào với nhau trong hạt nhân nguyên tử).
Đọc thêm bài: Các lực cơ bản trong vũ trụ.
Để tham khảo thêm về các hạt và tương tác cơ bản, độc giả có thể đọc các bài khác của tôi như dẫn link trực tiếp phía trên, đồng thời đọc thêm bài "Big Bang và bức tranh của chúng ta về vũ trụ".
Tôi cũng có dịp trao đổi chi tiết hơn về những vấn đề này trong các khóa học của VACA và trong một cuốn sách của tôi đã xuất bản là "Vũ trụ: Xa hơn Mây Oort".
Tháng 7 năm 2021
Đặng Vũ Tuấn Sơn