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基本粒子(英語:elementary particle)是粒子物理學中,組成物質最基本的單位。其內部結構未知,所以也無法確認是否由其它更基本的粒子所組成。隨着物理學的不斷發展,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有所變化。目前在標準模型理論的架構下,已知的基本粒子可以分為費米子(包含夸克和輕子)以及玻色子(包含規範玻色子和希格斯粒子)。由兩個或更多基本粒子所組成的則稱作複合粒子。
我們日常生活中的物質由原子所組成。過去原子被認為是基本粒子,原子(ἄτομος)這個詞來自古希臘語中「不可切分的」。直到約1910年以前,原子的存在與否仍存在爭議,一些物理學家認為物質是由量子所組成,而分子不過是數學上的一種猜想。之後,原子核被發現是由質子和中子所構成。20世紀前、中期的基本粒子是指質子、中子、電子、光子和各種介子,這是當時人類所能探測的最小粒子。隨著實驗和量子場論的進展,發現質子、中子、介子是由更基本的夸克和膠子所組成。同時人類也陸續發現了性質和電子類似的一系列輕子,還有性質和光子、膠子類似的一系列規範玻色子。這些是現代的物理學所理解的基本粒子[1]。
分類
費米子
基本費米子分為 2 類:夸克和輕子。
夸克
目前的實驗顯示共存在6種夸克,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)
另外值得指出的是,他們之所以未能被早期的科學家發現,原因是夸克決不會單獨存在(頂夸克例外,但是頂夸克太重了而衰變又太快,早期的實驗無法製造)。他們總是成對地構成介子,或者3個一起構成質子和中子這一類的重子。這種現象稱為夸克禁閉理論[2]。這就是為什麼早期科學家誤以為介子和重子是基本粒子。
輕子
共存在6種輕子和他們各自的反粒子。其中3種是電子和與它性質相似的。而這三種各有一個相伴的中微子。
視頻
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參考文獻
- ↑ 物理學中說的62種基本粒子,分別是哪些?,美篇,2018-11-10
- ↑ 夸克禁閉,豆丁網,2015-06-06