、t子中微子及它們的反粒子共12種。
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,其中大部分是通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(靜質量,以能量表示)、壽命t(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、同位旋i、同位旋第3分量i3、重子數b、輕子數le、、l
、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,而強子顯示是復合粒子,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,輕子和夸克屬于同一層次。
基本粒子是構成一切物質實體的基本成分;也指量子理論中有基本力的粒子。
嚴格地說,基本粒子是不能再分解為任何組成部分的粒子。在這一定義下,只有夸克和輕子兩種基本粒子。但是,雖然質子和中子由夸克組成,這兩類重子都不可能分解為它們的夸克成分,因為獨立的夸克是不能存在的。所以,盡管質子和中子以及其他重子由夸克組成,它們常被看成是基本粒子。
直到19世紀末,原子一直被認為是物質的基本建筑砌塊。后來,英國粒子物理學先驅、劍橋卡文迪什實驗室的約瑟夫·約翰·湯姆遜josehnh
n
,1856—1944,發現原子產生的一種輻射能夠用原子自身分裂出來的帶電微粒流來解釋,知道這種帶電微粒就是電子
。
既然電子帶負電荷 ,而原子呈電中性,很明顯,原子內部必然有另外的帶正電荷的粒子,以抵消電子的負電荷。20世紀初葉,工作于曼徹斯特的新西蘭裔物理學家歐內斯特·盧瑟福e
est ruthe
n
d,1871—1937 后來繼湯姆孫任卡文迪什實驗室主任證明,這一正電荷與原子的大部分質量一起,都集中在很小的中心核內。
起初人們認為,原子核是電子與荷正電的質子的混合物。到了1932年,也在卡文迪什實驗室工作的詹姆斯·查特威克jas chadick,1891—1937才發現了不帶電的質量幾乎與質子一樣的中子。于是原子核被解釋成由強核相互作用,或強力,維持在一起的質子和中子的集合。
那時,這三種粒子——電子、質子和中子
——似乎是構成一切物質的僅有基本粒子,但宇宙射線研究和粒子加速器中高能粒子束互相轟擊的實驗卻表明,還存在其他類型‘亞原子’粒子;不過這些‘新’粒子是不穩定的,它們將迅速‘衰變’成其他粒子簇射,以我們熟悉的電子、質子和中子告終。
重要的是應該懂得,這些新粒子根本不是存在于粒子加速器中互相轟擊的粒子如質子的‘內部’;它們是從注入加速器的能量中,按照阿爾伯特`愛因斯坦的公式 或者,在所討論的情況下,更恰當的是創造出來的。
然而,在它們的短暫壽命期間,它們是具備質量和電荷等特征的真正粒子。這樣的粒子,應該曾經在大爆炸的高能條件下大量出現。
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。但介子又是用什么東西制造的呢?
1964年物理學家蓋爾曼提出夸克模型,認為強子由更基本的成分組成,這種成分叫做夸克qu