标准模型的粒子数量以及划分方法

导读：自然界有四大基本作用力：强力、弱力、电磁力，科学家知道它们的作用效果，但是如何从本质上去诠释它们呢？这就需要粒子物理标准模型了，简单的说这个模型就是从本质上去诠释这四种相互作用力（引力目前除外）。

对于物质的基本组成大多数人了解的就是分子，再细一点就是原子或者是质子、中子。而组成中子、质子一类的还有更基本的粒子，这些粒子也属于标准模型中的组成了。

62种基本粒子：

一、轻子（12种）{轻子主要参与弱作用，带电轻子也参与电磁作用，不参与强作用。}

01、电子。02、正电子（电子的反粒子）

03、μ子。04、反μ子

05、τ子。06、反τ子

07、电子中微子。08、反电子中微子

09、μ子中微子。10、反μ子中微子

11、τ子中微子。12、反τ子中微子

二、夸克（Quark，层子、亏子）(6味×3色×正反粒子=36种)

13、红上夸克。14、反红上夸克

15、绿上夸克。16、反绿上夸克

17、蓝上夸克。18、反蓝上夸克

19、红下夸克。20、反红下夸克

21、绿下夸克。22、反绿下夸克

23、蓝下夸克。24、反蓝下夸克

25、红粲夸克。26、反红粲夸克

27、绿粲夸克。28、反绿粲夸克

29、蓝粲夸克。30、反蓝粲夸克

31、红奇夸克。32、反红奇夸克

33、绿奇夸克。34、反绿奇夸克

35、蓝奇夸克。36、反蓝奇夸克

37、红顶夸克。38、反红顶夸克

39、绿顶夸克。40、反绿顶夸克

41、蓝顶夸克。42、反蓝顶夸克

43、红底夸克。44、反红底夸克

45、绿底夸克。46、反绿底夸克

47、蓝底夸克。48、反蓝底夸克

三、规范玻色子（规范传播子）（14种）

49、引力型-中性胶子(Ⅰ型开弦) 上夸克-上夸克

50、引力型-中性胶子(Ⅰ型开弦) 反上夸克-反上夸克

51、磁力型-中性胶子(Ⅰ型闭弦) （反）下夸克-（反）下夸克

52、磁力型-中性胶子(Ⅰ型闭弦) 夸克-反夸克

53、阳电力型胶子上夸克-下夸克

54、阴电力型胶子上夸克-下夸克

55、阳电力型胶子反上夸克-反下夸克

56、阴电力型胶子反上夸克-反下夸克

57、光子（光量子）

58、引力子（还是一个假设）

59、W+玻色子

60、W-玻色子

61、Z玻色子

62、希格斯玻色子Higgs Boson

但细心的朋友会发现，这61种粒子里面，不包含我们经常见到的粒子。比如中子，质子，声子，引力子，空穴子等等。为什么呢？就是我们这一章要讲的。

比如说，我们经常听到“基本粒子”，那么什么是基本粒子？基本粒子是指人们认知的构成物质的最小或最基本的单位。即在不改变物质属性的前提下的最小体积物质。

它是组成各种各样物体的基础，且并不会因为小而断定它不是某种物质。但在夸克理论提出后，人们认识到基本粒子也有复杂的结构，故一般不提“基本粒子”这一说法。举一个例子，前面的章节我们提到过电子。电子就是基本粒子。但现在有研究认为电子可以再分，即再分为：空穴子，轨道子，自旋子。所以从这个

角度讲，电子也不是基本粒子。这就是基本粒子的说法，不再严谨了。但还是会被经常用到，所以要了解。

根据作用力的不同，基本粒子分为夸克、轻子和传播子三大类。在量子场论的理论框架下，这些基本粒子作为点粒子来处理。

粒子可以从不同角度去区别和研究：

大小：基本粒子要比原子、分子小得多，现有最高倍的电子显微镜也不能观察到。质子、中子的大小，只有原子的十万分之一。而轻子和夸克的尺寸更小，还不到质子、中子的万分之一。

质量：粒子的质量是粒子的另外一个主要特征量。按照粒子物理的规范理论，所有规范粒子的质量为零。而规范不变性以某种方式被破坏了，使夸克、轻子、中间玻色子获得质量，即通过希格斯场，希格斯粒子获得质量。现有的粒子质量范围很大。光子、胶子是无质量的，引力子也被预言为无质量的。电子质量很小，质量为9.10953×10-28克，π介子质量为电子质量的280倍；质子、中子都很重，接近电子质量的2000倍，已知最重的粒子是顶夸克。己发现的六种夸克，从下夸克到顶夸克，质量从轻到重。中微子的质量非常小，己测得的电子中微子的质量为电子质量的七万分之一。

寿命：粒子的寿命是粒子的第三个主要特征量。电子、质子、中微子是稳定的，称为"长寿命"粒子；而其他绝大多数的粒子是不稳定的，即可以衰变。一个自由的中子会衰变成一个质子、一个电子和一个中微子；一个π介子衰变成一个μ子和一个中微子。粒子的寿命以强度衰减到一半的时间来定义。

衰变有3种：α衰变、β衰变、γ衰变。质子是最稳定的粒子，理论认为质子寿命大于10的33次方年。各位，这个数字其实比目前理论的宇宙年龄都大。

所有的基本粒子都是共振态，共振态的发现其实已经揭开了基本粒子的秘密，即所有的基本粒子都是共振态．共振态分二类，一类是不稳定的，如强子类；另一类是稳定的，如电子，中子等，它门不容易发生自发衰变。不存在绝对稳定的基本粒子，如电子在一定的条件下也会堙灭（与正电子相遇时）。产生基本粒子的外因是物质波的交汇，交汇处形成波包．内因是交汇处发生了共振，客观表现为共振态－－即基本粒子的产生。

但随着人们对于粒子物理规律认识的深入，共振态的观念已经变化。为避免不必要的含混，粒子物理学中把粒子分为两类：稳定粒子和共振态。凡是不能通过强相互作用衰变的粒子称为稳定粒子；凡是可通过强相互作用衰变的粒子称为共振态。按这个理解，共振态一定是强子，可和稳定粒子中的强子属同一层次。共振态和稳定粒子的区分在于衰变的相互作用机制不同，而不应简单地归于寿命的长短。

对称性：粒子与粒子之间具有对称性。有一种粒子，必存在一种反粒子。1932年科学家发现了一个与电子质量相同但带一个正电荷的粒子，称为正电子；后来又发现了一个带负电、质量与质子完全相同的粒子，称为反质子；随后各种反夸克和反轻子也相继被发现。

一对正、反粒子相碰可以湮灭，变成携带能量的光子，即粒子质量转变为能量；反之，两个高能粒子碰撞时有可能产生一对新的正、反粒子，即能量也可以转变成具有质量的粒子。

1932年，狄拉克关于正电子存在的预言被证实，1936年安德森因此获得诺贝尔物理学奖。1955年塞格雷和钱伯林利用高能加速器发现了反质子，他们因此获1959年物理奖。第二年又有人发现了反质子。1959年王淦昌等人发现了反西格玛负超子。这些都为反物质的存在提供了证据。莱因斯等利用大型反应堆，经过3年的努力，终于在1956年直接探测到铀裂变过程中所产生的反中微子。他因此获1995年物理学奖。总之每一种粒子，都有它的反粒子。