素粒子物理学の標準モデルには、12種類の基本フェルミオンとそれに対応する反粒子、および力を仲介する基本ボソンとヒッグス粒子が含まれており、July4,2012に報告された。(pp1–3)しかし、標準模型はアインシュタインの一般相対性理論と互換性があるかどうかは知られていないため、真に基本的なものではなく暫定的な理論であると広く考えられている。 標準モデルでは記述されていない仮想的な素粒子、例えば重力を運ぶ粒子である重力子や、通常の粒子の超対称的なパートナーであるスパーティクルなどがあるかもしれない。

基本フェルミオン編集

12の基本フェルミオンは、それぞれ4つの粒子の3世代に分割されています。 半分のフェルミ粒子はレプトン、電荷-1″と呼ばれる電子(
e−
)の中のミュオン(
μ−
、tau(
τ−
、その他の三つのレプトンはニュートリノ(
ν
e,
ν
μ,
ν
τ), の小フェルミオン系列にとらわれない電気や色です。 残りの6つの粒子はクォークである（後述）。

GenerationsEdit

MassEdit

The following table lists 電流は、同じ尺度を使用して、すべてのフェルミオンの質量と質量推定値を測定しました：光速の2乗（MeV/c2）に対する数百万の電子ボルト。 例えば、最も正確に知られているクォークの質量は、172.7GeV/c2または172 700MeV/c2のトップクォーク（
t
）であり、オンシェルスキームを用いて推定される。

Estimates of the values of quark masses depend on the version of quantum chromodynamics used クォーク相互作用を記述する。 クォークは常にグルオンの包絡線に閉じ込められており、クォークが発生する中間子やバリオンに非常に大きな質量を与えるため、クォーク質量の値を直接測定することはできない。 それらの質量は周囲のグルーオンの有効質量に比べて非常に小さいので、計算のわずかな違いは質量に大きな違いをもたらす。

反粒子編集

これらの12の粒子に対応する12の基本的なフェルミオン反粒子もあります。 例えば、反電子（陽電子）
e+
は電子の反粒子であり、+1の電荷を有する。

QuarksEdit

分離されたクォークとantiquarksは、閉じ込めによって説明された事実を検出されたことがありません。 すべてのクォークは強い相互作用の3つの色電荷のうちの1つを持ち、反クォークも同様に反色を持つ。 色荷電粒子は、荷電粒子が光子交換を介して相互作用するのと同じように、グルオン交換を介して相互作用する。 しかし、グルオン自体は色荷電しており、その結果、色荷電粒子が分離されるにつれて強い力が増幅される。 荷電粒子が分離するにつれて減少する電磁力とは異なり、色荷電粒子は増加する力を感じる。しかし、色荷電粒子はハドロンと呼ばれる色中立複合粒子を形成するために結合することができます。

しかし、色荷電粒子は、ハドロンと呼ばれる色 クォークは反色を持ち、反色はそれに対応する反色を持つ。 色と反色は相殺され、色中立中間子を形成する。 一方のクォークは「赤」、もう一方のクォークは「青」、もう一方のクォークは「緑」という3つのクォークが一緒に存在することができる。 これらの3つの色のクォークは一緒に色中立バリオンを形成します。 対称的に、「antired」、「antiblue」および「antigreen」色の3つのantiquarksは色中立antibaryonを形作ることができます。クォークは分数電荷も持っていますが、電荷がすべて積分であるハドロン内に閉じ込められているため、分数電荷は単離されていませんでした。

クォークは分数電荷も持っていますが、 クォークの電荷は+2≤3または-1≤3のいずれかであるのに対し、反クォークの電荷は-2≤3または+1≤3のいずれかであることに注意してください。

クォークの存在の証拠は、深い非弾性散乱から来ています: 核子（バリオンである）内の電荷の分布を決定するために核で電子を発射します。 電荷が均一であれば、陽子の周りの電場は均一でなければならず、電子は弾性的に散乱するはずである。 低エネルギー電子はこのように散乱しますが、特定のエネルギーを超えると、陽子は大きな角度でいくつかの電子を偏向させます。 反跳する電子ははるかに少ないエネルギーを持ち、粒子のジェットが放出される。 この非弾性散乱は、陽子中の電荷が均一ではなく、より小さな荷電粒子：クォーク間で分割されていることを示唆している。

基本ボソン編集

標準モデルでは、ベクトル（スピン-1）ボソン（グルーオン、光子、WおよびZボソン）が力を仲介し、ヒッグスボソン（スピン-0）が粒子の固有質量を担う。 ボソンは、複数のボソンが同じ量子状態を占めることができるという点でフェルミオンとは異なる（パウリ排除原理）。 また、ボソンは、光子のような基本的なもの、または中間子のような組み合わせのいずれかである可能性があります。 ボソンのスピンは、半分の整数ではなく整数です。

編集

グルオンはクォークに結合し、バリオン（三つのクォーク）または中間子（一つのクォークと一つの反クォーク）のいずれかであるハドロンを形成する強い相互作用を仲介する。 陽子と中性子はバリオンであり、核を形成するためにグルオンによって結合されています。 クォークのように、グルオンは色と反色を示します–視覚的な色の概念とは無関係で、むしろ粒子の強い相互作用–時には組み合わせで、完全に8つのグルオンのバリエーションがあります。

電弱ボソン編集

三つの弱いゲージボソンがあります: Ｗ＋、Ｗ−、およびＺ０；これらは、弱い相互作用を媒介する。 Wボソンは中性子を陽子に変換し、電子と電子−反ニュートリノの対に崩壊する。Z0は粒子のフレーバーや電荷を変換するのではなく、運動量を変化させ、ニュートリノを弾性的に散乱させる唯一のメカニズムです。 弱いゲージボソンはニュートリノ-Ｚ交換による電子の運動量変化により発見された。 質量のない光子は電磁相互作用を仲介する。 これらの四つのゲージボソンは素粒子間の電弱相互作用を形成する。

ヒッグス粒子編集

弱い力と電磁力は、日常のエネルギーで私たちにはかなり異なって見えるが、二つの力は、高エネル この予測は，ＤＥＳＹのＨＥＲＡ衝突型加速器における高エネルギー電子-陽子散乱の断面積の測定によって明確に確認された。 低エネルギーでの違いはＷボソンとＺボソンの高質量の結果であり，これはヒッグス機構の結果である。 自発的な対称性の破れの過程を通して、ヒッグスは3つの電弱粒子が非常に重くなり（弱いボソン）、1つは常に運動しているときに未定義の静止質量（光子）を残す電弱空間内の特別な方向を選択する。 2012年7月4日、ヒッグス粒子の存在の証拠を長年にわたって実験的に調べた結果、CERNの大型ハドロン衝突型加速器でヒッグス粒子が観測されたことが発表された。 最初にヒッグス粒子の存在を仮定したピーター・ヒッグスは、「発表」に出席しました。 ヒッグス粒子は約125GeVの質量を持つと考えられている。 この発見の統計的有意性は5シグマとして報告され、これは約99.99994％の確実性を意味する。 素粒子物理学では、これは実験的観測を発見として正式にラベル付けするために必要な重要性のレベルです。 新たに発見された粒子の性質に関する研究は継続されている。

重力子編集

重力子は、重力を仲介するために提案された仮想的な基本スピン2粒子です。 それは、その検出に固有の困難のために未発見のままであるが、それは時々素粒子の表に含まれている。(pp1–3)従来の重力子は質量がないが、巨大なカルザ-クライン重力子を含むモデルが存在する。