基本粒子简介----轻子
轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用，
而不参与强相互作用的粒子的总称。轻子共有 六种，包括电子、电子中微子、μ子、μ子中 微子、τ子、τ子中微子。电子、μ子和τ子 是带电的，所 有的中微子都不带电，且所有 的中微子都存在反粒子；τ子是1975年发现的 重要粒子，不参与强作用，属于轻子，但是它 的质量很重，是电子的3600倍，质子的1.8倍，
第一阶段
第二阶段
（1937～1964） 先后陆续发现了众多的粒子。1937 年从宇宙线中发现μ子，后来证实它不参与强作用，它 和与之相伴的μ中微子同电子及与之相伴的电子中微子 可归入一类 ，统称为轻子 。1947年发现π±介子 ， 1950年发现π0介子 ， 1947 年还发现奇异粒子。50年 代粒子加速器和各种粒子探测器有了很大发展，从而开 始了用加速器研究并大量发现基本粒子的新时期，各种 粒子的反粒子被证实；发现了为数不少的寿命极短的共 振态。基本粒子的大量发现，其中大部分是强子，人们 怀疑这些基本粒子的基本性。人们尝试将强子进行分类， 提出颇为成功的强子分类的“八重法”。 这一阶 段理论上最重要的进展是重正化理论的建立和相互作用 中对称性的研究
基本粒子简介----强子
• 强子就是是所有参与强力作用的粒子的总称。它们由夸克 组成，已发现的夸克有六种，它们是：顶夸克、上夸克、 下夸克、奇异夸克、粲夸克和底夸克。其中理论预言顶夸 克的存在，2007年1月30日发现于美国费米实验室。现有 粒子中绝大部分是强子，质子、中子、π介子等都属于强 子。(另外还发现反物质,有著名的反夸克,现已被发现且正 在研究其利用方法,由此我们推测，甚至可能存在反地球, 反宇宙)
基本粒子的秘密
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基本粒子理论
一个发展中的理论
于基本粒子的结构、相互作用和运动转化 规律的理论。它的理论体系就是量子场论。按 照量子场论的观点，每一类型的粒子都由相应 的量子场描述，粒子之间的相互作用就是这些 量子场之间的耦合，而这种相互作用是由规范 场量子传递的。 20世纪30年代以来，基本粒子理论在实验 的基础上有了很大进展。 • 在粒子结构方面，人们已经通过对称性的研究 深入到了一个层次，肯定了强子是由层子和反 层子组成的，对真空特别是对真空自发破缺也 有了新的认识。
各种大统一模型理论相继提出
在弱电统一理论获得成功之后，人们又探 求强作用和弱作用、电磁作用三者之间的 统一，提出了各种大统一模型理论。这种 理论预言质子也会衰变，其寿命约为 1032±2年。但还没有得到实验上的证实。 在探索力的统一理论时不能不考虑引力。 但引力和弱作用力、电磁作用力、强作用 力有重要差别，因为它直接与空间、时间 的测度有联系，它的传递者──引力子的 自旋不同于其他三种作用力的传递者，它 的耦合常数有量纲～(质量)-2 ，从而会出 现无穷多种发散，不能重整化。
自旋
粒子还有另一种属性—自旋。自旋为半整数的粒子称为费米 子，为整数的称为玻色子。
守恒
物质是不断运动和变化的，在变化中也有些东西不变，即 守恒。粒子的产生和衰变过程就要遵循能量守恒定律。此 外还有其他的守恒定律，例如轻子数和夸克数守恒，这是 基于实验上观察不到单个轻子和夸克的产生和湮灭，必须 是粒子、反粒子成对地产生和湮灭而总结出来的。
双重属性:粒子性和波动性
微观世界的粒子具有双重属性粒子性和波 动性。描述粒子的粒子性和波动性的双重 属性，以及粒子的产生和消灭过程的基本 理论是量子场论。量子场论和规范理论十 分成功地描述了粒子及其相互作用。
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基本粒子的结构
基本粒子的秘密
1933年，狄拉克关于正电子存在的预言被证实，1955 年塞格雷和钱伯林利用高能加速器发现了反质子。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 。到1968年，人们才探测到了来自太阳的中微子。
基本粒子的秘密
夸克模型
1964年盖尔曼提出了夸克 基本粒子如此之多，难道 它们真的都是最基本、不 可分的吗？ 模型，认为介子是由夸克 和反夸克所组成，由三个 夸克组成。
基本粒子的秘密
1990年弗里德曼、肯德尔
和泰勒因在粒子物理学夸 克模型发展中的先驱性工 作而获物理奖。1965年， 费曼、施温格、朝永振一 夸 克 对基本粒子物理学产生深 远影响而获物理奖。温伯
因此又叫重轻子。
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粒子的主要特征
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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。
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粒子的质量
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、带电 轻子、中间玻色子获得质量。现有的粒子质量范围 很大。光子、胶子是无质量的，电子质量很小，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，目前己测得的电子中 微子的质量为电子质量的七万分之一，已非常接近 零。
粒 子 的 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。质子是最稳定的粒子，实验已测得的 质子寿命大于10的33次方年。
粒子具有对称性
粒子具有对称性，有一个粒子，必存在一个反粒子。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。
●在物质结构的原子层次上，可以把原子中的电子和原子 核 分割开来； ●在原子核层次上，也可以把组成原子核的质子和中子从 原子核中分割出来。可是进入到"基本粒子"层次后，情况有 了变化。
可是进入到"基本粒子"层次后，情 况有了变化。这种变化在于强子虽然 是由带"色"的层子和反层子组成的，但 却不能把层子或反层子从强子中分割 出来。这种现象被称为"色"禁闭。
各种大统一模型理论相继提出
如果再考虑到A.爱因斯坦所提出的引力方程 的非线性性质，就更增加了引力理论量子化 、重整化的困难。初步的探讨认为，引力场 也是一种规范场，这就意味着引力和其他三 种基本力在逻辑上最终会统一起来。但从问 题的深度上可以看到，有一些关键性的因素 人们还没有掌握。
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基本粒子物理学
于是，在"基本粒子"层次，物质可分的概念增添 了新的内容。可分并不等于可分割，强子以层 子和反层子作为组分，但却不能从强 子中分割 出层子和反层子。 "色"禁闭现象的原因至今还 未能从理论上找到明确答案。80年代已知的层 子、反层子已达36种，轻子、反轻子已达12种 ，再加上作为力的传递者的规范场粒子以及 Higgs粒子，总数已很多，这就使人们去设想这 些粒子的结构。物理学家们对此已经给出许多 理论模型，但各模型之间差别很大，近期内还 很难由实验验证和判断究竟哪个模型正确。
格和萨拉姆等以夸克模型
为基础，完成了描述电磁
模
型
相互作用和弱相互作用的 弱电统一理论。他们因此 而获1979年物理奖。
郎因在量子电动力学重整
化和计算方法的贡献，
目前统一场论的发展正向着把强相互作用统一起来的
大统一理论和把引力统一进来的超统一理论前进。并 且这种有关小宇宙的理论与大宇宙研究的结合，正在 推进着宇宙学的进展。如今，人类为了把宇宙中的四 大基本力统一起来，于是Gabriele Veneziano创造了 弦论，弦论的一个基本观点就是，自然界的基本单元 不是电子、光子、中微子和夸克之类的粒子。这些看 起来像粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈 （称为闭合弦或闭弦），闭弦的不同振动和运动就产 生出各种不同的基本粒子。它已经成为人类探寻宇宙 奥秘的一个非常重要的理论
基本粒子简介----传播子
传播子也属于基本粒子。传递强作用的胶子共 有8种，1979年在三喷注现象中被间接发现， 它们可以组成胶子球，由于色禁闭现象，至今 无法直接观测到。光子传递电磁相互作用，而 传递弱作用的W+，W-和Z0，胶子则传递强相互 作用。重矢量玻色子是1983年发现的，非常重， 是质子的80一90倍。
• 在相互作用方面，发展了可描述电 磁相互作用的量子电动力学，发展 了能统一描述弱相互作用和电磁相 互作用的弱电统一理论，可用于描 述强相互作用的量子色动力学。它 们无一例外都是量子规范场理论， 并且都在很大程度上与实验一致， 从而使人们对各种相互作用的规律 性有了更深一层的了解。
基本粒子理论在本质上是一个发展中的理论，它在许多方面 还不能令人满意，其中有两个具有哲学意义的理论问题尚待澄清， 即：层次结构问题（见物质结构层次）和相互作用统一问题(见 相互作用的统一理论)。
在此阶段，理论上建立了量子力学，这是微观粒 子运动普遍遵从的基本规律。在相对论量子力学 的基础上，通过场的量子化初步建立量子场论， 很好地解决了场的粒子性和描述粒子的产生、湮 没等问题。随着原子核物理的发展，发现在相当 于原子核大小的范围内除了引力相互作用电磁相 互作用之外，还存在比电磁作用更强的强相互作 用和介于电磁作用和引力作用之间的弱相互作用， 前者是核子结合成核的核力，后者引起原子核的 β衰变。对于核力的研究认识到核力是通过交换 介子而产生的，并根据核力的电荷无兲性建立起 同位旋概念。