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基本粒子英语:elementary particle)是粒子物理学中,组成物质最基本的单位。其内部结构未知,所以也无法确认是否由其它更基本的粒子所组成。随着物理学的不断发展,人类对物质构成的认知逐渐深入,因此基本粒子的定义随时间也有所变化。目前在标准模型理论的架构下,已知的基本粒子可以分为费米子(包含夸克和轻子)以及玻色子(包含规范玻色子和希格斯粒子)。由两个或更多基本粒子所组成的则称作复合粒子。

我们日常生活中的物质由原子所组成。过去原子被认为是基本粒子,原子(ἄτομος)这个词来自古希腊语中“不可切分的”。直到约1910年以前,原子的存在与否仍存在争议,一些物理学家认为物质是由量子所组成,而分子不过是数学上的一种猜想。之后,原子核被发现是由质子和中子所构成。20世纪前、中期的基本粒子是指质子中子电子光子和各种介子,这是当时人类所能探测的最小粒子。随著实验和量子场论的进展,发现质子、中子、介子是由更基本的夸克和胶子所组成。同时人类也陆续发现了性质和电子类似的一系列轻子,还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些是现代的物理学所理解的基本粒子[1]

分类

费米子

基本费米子分为 2 类:夸克和轻子。

夸克

目前的实验显示共存在6种夸克,和他们各自的反粒子。这6种夸克又可分为3“代”。他们是

第一代:u(上夸克) d(下夸克)

第二代:s(奇异夸克) c(粲夸克)

第三代:b(底夸克) t(顶夸克)

另外值得指出的是,他们之所以未能被早期的科学家发现,原因是夸克决不会单独存在(顶夸克例外,但是顶夸克太重了而衰变又太快,早期的实验无法制造)。他们总是成对地构成介子,或者3个一起构成质子和中子这一类的重子。这种现象称为夸克禁闭理论[2]。这就是为什么早期科学家误以为介子和重子是基本粒子。

轻子

共存在6种轻子和他们各自的反粒子。其中3种是电子和与它性质相似的。而这三种各有一个相伴的中微子

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参考文献

  1. 物理学中说的62种基本粒子,分别是哪些?,美篇,2018-11-10
  2. 夸克禁闭,豆丁网,2015-06-06