基本粒子指人們認知的構成物質的最小最基本的單位。但是因為物理學的不斷髮展,人類對物質構成的認知逐漸深入,因此基本粒子的定義隨時間也是有所變化的。目前物理學認為的基本粒子可以分為夸克、輕子、規範玻色子和希格斯粒子四大類。此外也有理論認為可能存在質量非常大的超粒子。
夸克
目前的實驗顯示共存在6種夸克(quark),和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3“代”。他們是
第一代:u(上夸克)、d(下夸克)
第二代:s(奇異夸克)、c(粲夸克)
第三代:b(底夸克)、t(頂夸克)
輕子
共存在6種輕子(lepton)和他們各自的反粒子。
其中3種是電子和與它性質相似的μ子和τ子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代:
第一代:e(電子)、νe(電子中微子)
第二代:μ(μ子)、νμ(μ子中微子)
第三代:τ(τ子)、ντ(τ子中微子)
規範玻色子
這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。
之所以它們稱為“規範玻色子”,是因為它們與基本粒子的理論楊-米爾斯規範場理論有很密切的關係。自然界一共存在四種相互作用,因此也可以把規範玻色子分成四類。
引力相互作用:引力子(graviton)
電磁相互作用:光子(photon)
弱相互作用(使原子衰變的相互作用):W及Z玻色子,共有3種:W+、W-、Z0
強相互作用(夸克之間的相互作用):膠子(gluon)
希格斯粒子
希格斯粒子(Higgs)是粒子物理標準模型中唯一還沒有在加速器上產生出來的粒子。
粒子物理學家們認為希格斯粒子與其他粒子的相互作用使其他粒子具有質量。相互作用越強質量就越大。希格斯粒子本身質量極大,目前的加速器能量還無法達到,而理論的計算也比較困難。
標準模型預言存在2種希格斯粒子:H+和H0,但是也有很多科學家提出其他的可能性。
超粒子
除了以上這些實驗已經證明的基本粒子之外,理論粒子物理學家為了解釋某些現有理論無法解釋的實驗現象,而猜想我們的宇宙中可能存在有質量非常巨大的超粒子。它們質量非常的大(相對一般粒子如質子而言),因此現有的加速器還無法制造他們。
但是因為量子波動的存在,因此它們可能在非常短的時間間隔內和非常小的機率下與我們可見的粒子發生相互作用,因此它們可以間接的探測到。目前每種粒子都被認為存在對應的超粒子。並且被用來解釋某些物理現象。例如夸克quark的超粒子squark用來解釋正反粒子數目的不對稱,以及中微子neutrino的超粒子neutrilino用來解釋為什麼中微子的質量如此之小(但不是0),等等。
另外,還有最新的弦理論。
基本粒子指人們認知的構成物質的最小最基本的單位。但是因為物理學的不斷髮展,人類對物質構成的認知逐漸深入,因此基本粒子的定義隨時間也是有所變化的。目前物理學認為的基本粒子可以分為夸克、輕子、規範玻色子和希格斯粒子四大類。此外也有理論認為可能存在質量非常大的超粒子。
夸克
目前的實驗顯示共存在6種夸克(quark),和他們各自的反粒子。這6種夸克又可分為3“代”。他們是
第一代:u(上夸克)、d(下夸克)
第二代:s(奇異夸克)、c(粲夸克)
第三代:b(底夸克)、t(頂夸克)
輕子
共存在6種輕子(lepton)和他們各自的反粒子。
其中3種是電子和與它性質相似的μ子和τ子。而這三種各有一個相伴的中微子。他們也可以分為三代:
第一代:e(電子)、νe(電子中微子)
第二代:μ(μ子)、νμ(μ子中微子)
第三代:τ(τ子)、ντ(τ子中微子)
規範玻色子
這是一類在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的粒子。
之所以它們稱為“規範玻色子”,是因為它們與基本粒子的理論楊-米爾斯規範場理論有很密切的關係。自然界一共存在四種相互作用,因此也可以把規範玻色子分成四類。
引力相互作用:引力子(graviton)
電磁相互作用:光子(photon)
弱相互作用(使原子衰變的相互作用):W及Z玻色子,共有3種:W+、W-、Z0
強相互作用(夸克之間的相互作用):膠子(gluon)
希格斯粒子
希格斯粒子(Higgs)是粒子物理標準模型中唯一還沒有在加速器上產生出來的粒子。
粒子物理學家們認為希格斯粒子與其他粒子的相互作用使其他粒子具有質量。相互作用越強質量就越大。希格斯粒子本身質量極大,目前的加速器能量還無法達到,而理論的計算也比較困難。
標準模型預言存在2種希格斯粒子:H+和H0,但是也有很多科學家提出其他的可能性。
超粒子
除了以上這些實驗已經證明的基本粒子之外,理論粒子物理學家為了解釋某些現有理論無法解釋的實驗現象,而猜想我們的宇宙中可能存在有質量非常巨大的超粒子。它們質量非常的大(相對一般粒子如質子而言),因此現有的加速器還無法制造他們。
但是因為量子波動的存在,因此它們可能在非常短的時間間隔內和非常小的機率下與我們可見的粒子發生相互作用,因此它們可以間接的探測到。目前每種粒子都被認為存在對應的超粒子。並且被用來解釋某些物理現象。例如夸克quark的超粒子squark用來解釋正反粒子數目的不對稱,以及中微子neutrino的超粒子neutrilino用來解釋為什麼中微子的質量如此之小(但不是0),等等。
另外,還有最新的弦理論。