粒子(particle)指能夠以自由狀態存在的最小物質組分。最早發現的粒子是原子、電子和質子,1932年又發現中子,確認原子由電子、質子和中子組成,它們比起原子來是更為基本的物質組分,於是稱之為基本粒子。以後這類粒子發現越來越多,累計已超過幾百種,且還有不斷增多的趨勢;此外這些粒子中有些粒子迄今的實驗尚未發現其有內部結構,有些粒子實驗顯示具有明顯的內部結構。看來這些粒子並不屬於同一層次,因此基本粒子一詞已成為歷史,如今統稱為粒子。粒子並不是像中子、質子等實際存在的具體的物質,而是它們的統稱,是一種模型理念。例如:介子物理學家不知道如何將這些粒子納入一個圓滿的物理理論,他們試圖解釋這些粒子之間基本力的作用方式。他們這樣做時,仿效光子攜有帶電粒子之間的電 磁力,想借助另一類攜帶著力的粒子——介子。但介子又是用什麼東西製造的呢?夸克有一段時期,局面極其混亂。但1960和1970年代發展的 夸克理論使局面趨於明朗。夸克理論認為,所有已知粒子可以分成兩族。一族由夸克組成,能夠‘感知’只在夸克之間起作用的強力,叫做強子。另一族叫做輕子,它們不能感知強力,但參與以所謂的 弱力做媒介的相互作用(或稱弱相互作用),比如,放射衰變(包括 β衰變)過程就是弱相互作用引起的。 強子既能參與強相互作用,也能感知弱力。輕子是名副其實的基本粒子,它們不由任何別的東西構成。典範的 輕子就是電子,電子與另一種叫做中微子(嚴格說應是電子中微子)的輕子相伴生。當電子參與放射衰變這類過程時,總有中微子捲入。由於一些無人知曉的原因,這一基本影象已經複製了兩次,產生了三‘代’輕子。除電子本身外,還有比較重的叫做 μ介子,它們除了比電子重207倍外,完全像是電子;還有一種甚至更重的粒子叫做τ粒子,它的質量接近質子的兩倍。這兩種重電子各有其自己的中微子,所以輕子族有六種(三對)粒子。雖然μ介子和τ粒子都能在粒子加速器中用能量製造或從 宇宙線產生,但它們很快衰變,轉化成電子或中微子。強子族強子族本身又再分為兩類。由三個夸克構成的粒子叫做重子,就是我們常說的‘物質’粒子,包括質子和中子(重子和輕子都是 費米子族的成員,費米子實際上是普通物質粒子的別稱)。由成對的夸克構成的粒子叫做介子,它們是攜帶 基本力的粒子,儘管還有其他的介子(這些力的載體和其他介子又稱為 玻色子)。粒子之間存在著相互作用,有 強相互作用、 電磁相互作 用、 弱相互作用和引力相互作用,其中引力相互作用非常弱,可以忽略。透過這些相互作用,產生新粒子或發生粒子衰變等粒子轉化現象。按照參與相互作用的性質將粒子分成以下幾類:①規範粒子。即傳遞相互作用的媒介粒子,已發現的有傳遞電磁作用的 光子和傳遞 弱作用的W、Z粒子。② 輕子。不直接參與 強作用可直接參與電磁作用和弱作用的粒子,已發現的有電子、 μ子、τ子和相伴的電子 中微子ve、 μ子中微子、 τ子中微子及它們的反粒子共12種。③ 強子。直接參與強作用,也參與電磁作用和弱作用的粒子。其中 自旋為 整數的強子稱為介子,自旋為 半整數的強子稱為 重子。強子的數目眾多,其中大部分是透過強作用衰變的粒子,其壽命極短,是不穩定的粒子,也稱為 共振態。各種粒子分別有各自的內稟性質, 有粒子的質量m( 靜質量,以能量表示)、壽命τ(平均壽命,指靜止系的平均壽命)、電荷Q(以質子的電荷為單位)、自旋J(以為單位)、 宇稱P、 同位旋I、同位旋第3分量I3、重子數B、 輕子數Le、、Lr、 奇異數S、 粲數C 、 底數d等等。在現有實驗的精度下,輕子的行為類似點粒子,沒有顯示出具有內部結構,而強子顯示是複合粒子,具有一定的結構。按照現代粒子物理的觀點,介子由一對正反 夸克構成,重子由3個夸克構成,輕子和夸克屬於同一層次。
粒子(particle)指能夠以自由狀態存在的最小物質組分。最早發現的粒子是原子、電子和質子,1932年又發現中子,確認原子由電子、質子和中子組成,它們比起原子來是更為基本的物質組分,於是稱之為基本粒子。以後這類粒子發現越來越多,累計已超過幾百種,且還有不斷增多的趨勢;此外這些粒子中有些粒子迄今的實驗尚未發現其有內部結構,有些粒子實驗顯示具有明顯的內部結構。看來這些粒子並不屬於同一層次,因此基本粒子一詞已成為歷史,如今統稱為粒子。粒子並不是像中子、質子等實際存在的具體的物質,而是它們的統稱,是一種模型理念。例如:介子物理學家不知道如何將這些粒子納入一個圓滿的物理理論,他們試圖解釋這些粒子之間基本力的作用方式。他們這樣做時,仿效光子攜有帶電粒子之間的電 磁力,想借助另一類攜帶著力的粒子——介子。但介子又是用什麼東西製造的呢?夸克有一段時期,局面極其混亂。但1960和1970年代發展的 夸克理論使局面趨於明朗。夸克理論認為,所有已知粒子可以分成兩族。一族由夸克組成,能夠‘感知’只在夸克之間起作用的強力,叫做強子。另一族叫做輕子,它們不能感知強力,但參與以所謂的 弱力做媒介的相互作用(或稱弱相互作用),比如,放射衰變(包括 β衰變)過程就是弱相互作用引起的。 強子既能參與強相互作用,也能感知弱力。輕子是名副其實的基本粒子,它們不由任何別的東西構成。典範的 輕子就是電子,電子與另一種叫做中微子(嚴格說應是電子中微子)的輕子相伴生。當電子參與放射衰變這類過程時,總有中微子捲入。由於一些無人知曉的原因,這一基本影象已經複製了兩次,產生了三‘代’輕子。除電子本身外,還有比較重的叫做 μ介子,它們除了比電子重207倍外,完全像是電子;還有一種甚至更重的粒子叫做τ粒子,它的質量接近質子的兩倍。這兩種重電子各有其自己的中微子,所以輕子族有六種(三對)粒子。雖然μ介子和τ粒子都能在粒子加速器中用能量製造或從 宇宙線產生,但它們很快衰變,轉化成電子或中微子。強子族強子族本身又再分為兩類。由三個夸克構成的粒子叫做重子,就是我們常說的‘物質’粒子,包括質子和中子(重子和輕子都是 費米子族的成員,費米子實際上是普通物質粒子的別稱)。由成對的夸克構成的粒子叫做介子,它們是攜帶 基本力的粒子,儘管還有其他的介子(這些力的載體和其他介子又稱為 玻色子)。粒子之間存在著相互作用,有 強相互作用、 電磁相互作 用、 弱相互作用和引力相互作用,其中引力相互作用非常弱,可以忽略。透過這些相互作用,產生新粒子或發生粒子衰變等粒子轉化現象。按照參與相互作用的性質將粒子分成以下幾類:①規範粒子。即傳遞相互作用的媒介粒子,已發現的有傳遞電磁作用的 光子和傳遞 弱作用的W、Z粒子。② 輕子。不直接參與 強作用可直接參與電磁作用和弱作用的粒子,已發現的有電子、 μ子、τ子和相伴的電子 中微子ve、 μ子中微子、 τ子中微子及它們的反粒子共12種。③ 強子。直接參與強作用,也參與電磁作用和弱作用的粒子。其中 自旋為 整數的強子稱為介子,自旋為 半整數的強子稱為 重子。強子的數目眾多,其中大部分是透過強作用衰變的粒子,其壽命極短,是不穩定的粒子,也稱為 共振態。各種粒子分別有各自的內稟性質, 有粒子的質量m( 靜質量,以能量表示)、壽命τ(平均壽命,指靜止系的平均壽命)、電荷Q(以質子的電荷為單位)、自旋J(以為單位)、 宇稱P、 同位旋I、同位旋第3分量I3、重子數B、 輕子數Le、、Lr、 奇異數S、 粲數C 、 底數d等等。在現有實驗的精度下,輕子的行為類似點粒子,沒有顯示出具有內部結構,而強子顯示是複合粒子,具有一定的結構。按照現代粒子物理的觀點,介子由一對正反 夸克構成,重子由3個夸克構成,輕子和夸克屬於同一層次。