Leptonii sunt o familie de particule elementare care include electronul, muonul, tau și neutrinii lor asociați. La fel ca quarcurile, care formează protonii și neutronii din nucleul atomic, leptonul este un fermion, ceea ce înseamnă că are un spin cuantic de ½. Alte particule fundamentale cu spini diferiți sunt numite bosoni și mediază interacțiunile de forță dintre fermioni. Fermionii, formați din lepton și quarc, sunt „carnea” materiei, în timp ce bosonii sunt „scheletul”.
În comparație cu quarcii, un lepton este ușor. Masa unui electron este 1⁄1836 dintr-o unitate de masă atomică (amu), masa aproximativă a unui atom de hidrogen. Masa non-leptonică din atomul de hidrogen provine din nucleu. Celelalte două variante de lepton – muonul și tau – sunt semnificativ mai grele. Leptonul tau cântărește aproape de două ori mai mult decât un proton.
Există trei tipuri de leptoni, așa cum am menționat anterior: electronul, muonul și tau. Fiecare dintre acestea are un neutrin asociat – neutrinul electron, neutrinul muon și neutrinul tau. Neutrinii au masă aproape zero și nicio sarcină și călătoresc aproape de viteza luminii.
Electronul și ceilalți leptoni de bază au o sarcină negativă, sunt mai stabili decât neutrinii și pot orbita nucleele atomice. Electronul este cel mai stabil dintre cei trei și poate fi găsit în întreaga materie convențională. Muonul și tau sunt creați în timpul experimentelor cu acceleratorul de particule sau prin impactul razelor cosmice. Fiecare dintre aceste șase particule are asociată o antiparticulă cu sarcină opusă, aducând numărul total de leptoni la 12. Aceste antiparticule sunt numite antielectroni, antimuoni și antitaus.
Atunci când sistemele care conțin leptoni interacționează între ele, numărul total de leptoni tinde să fie conservat. Circumstanța rară în care numărul nu este conservat se numește anomalie chirală. Uneori, leptonii își schimbă tipul, dar acest lucru necesită de obicei energii mari, iar leptonii mai grei nu sunt foarte stabili.