一、夸克的提出
1、1928年，狄拉克将相对论引入量子力学，他建立的狄拉克方程预言：存在与电子具有严格相同的质量，但是电荷符号相反的正电子。
2、1932年，安德森在宇宙线实验中观察到：高能光子穿过重原子核附近时可以转化为一个电子和一个质量与电子相同但带有单位正电荷的粒子（左图），从而发现了正电子。狄拉克对正电子的预言得到了实验的证实。
反粒子的存在是电子所特有的性质，还是所有的粒子都具有的普遍的性质呢？如果所有的粒子都有相应的反粒子，首先检验的应该是是否存在质子的反粒子、中子的反粒子。
1947年在宇宙射线的研究中，首先观察到了奇异粒子，
3、24年后的1956年，美国科学家张伯伦（Owen Chamberlain，1920-2006）（右图）等在加速器的实验中发现了反质子，即质量和质子相同，自旋量子数也是1/2，带一个单位负电荷的粒子，接着又发现了反中子。
4、20世纪30年代中期发明了粒子加速器，科学家们能够把中子打碎成质子，把质子打碎成为更重的核子，观察碰撞到底能产生什么。20世纪50年代，唐纳德·格拉泽（Donald Glaser）发明了“气泡室”，将亚原子粒子加速到接近光速，然后抛出这个充满氢气的低压气泡室。这些粒子碰撞到质子（氢原子核）后，质子分裂为一群陌生的新粒子。这些粒子从碰撞点扩散时，都会留下一个极其微小的气泡，暴露了它们的踪迹。科学家无法看到粒子本身，却可以看到这些气泡的踪迹。
气泡室图像上这些细小的轨迹（每条轨迹表明一个此前未知的粒子的短暂存在）多种多样，数量众多，让科学家既惊奇又困惑。他们甚至无法猜测这些亚原子粒子究竟是什么。
5、1961年，盖尔曼在奇异数守恒定律①的基础上将对称性运用于基本粒子的分类，即SU（3）对称性。假定所有的强子都是由质子(p)、中子(n)和Λ 超子以及它们的反粒子组成的。正像忽略去质子和中子的差别以后核力和核子体系具有同位旋对称性【即 SU(2)对称性】一样，如果人们忽略Λ 粒子与核子之间的差异，而把它们看作同一粒子所处的三种不同状态，它们之间应具有SU(3)对称性，由它们所构成的强子体系也应具有SU(3)对称性。他和以色列物理学家内曼（Yuval Neemann，1925-2006）各自独立地提出了强作用对称性的理论——八重法②（eightfold way），按照这一方法，把有相近性质的强作用基本粒子分成一个个的族，并认为每个族成员应有8个。八重法很好地说明了强子的自旋、宇称、电荷、奇异数以及质量等性质的规律性（左图）③（如何说明？），可以把已知的全部基本粒子归类，并且还给未发现的粒子预留了位置，未发现粒子的特性可以从对称的粒子特性推出。
6、1964年，盖尔曼和兹韦格（George Zweig，1937-）（右图）在强子分类八重法的基础上分别提出了更复杂的夸克模型（相当于基本粒子的“周期表”），他认为中子、质子这一类强子是由更基本的单元——夸克（quark）组成的（一些中国物理学家称其为“层子”）。
7、夸克的“种类”
夸克味的性质
名称 符号 质量（MeV/c） J B Q I3 C S T B′ 反粒子 符号
第一代
上夸克 u 1.7 to 3.3 1⁄2 +1⁄3 +2⁄3 +1⁄2 0 0 0 0 反上夸克 u
下夸克 d 4.1 to 5.8 1⁄2 +1⁄3 −1⁄3 −1⁄2 0 0 0 0 反下夸克 d
第二代
粲夸克 c 1,270+70−90 1⁄2 +1⁄3 +2⁄3 0 +1 0 0 0 反粲夸克 c
奇夸克 s 101+29−21 1⁄2 +1⁄3 −1⁄3 0 0 −1 0 0 反奇夸克 s
第三代
顶夸克 t 172,000±900
±1,300 1⁄2 +1⁄3 +2⁄3 0 0 0 +1 0 反顶夸克 t
底夸克 b 4,190+180−60 1⁄2 +1⁄3 -1⁄3 0 0 0 0 −1 反底夸克 b
I（同位旋）、J（总角动量）、P（宇称）、Q（电荷）、S （奇异数）, C（粲数）、B′（底数）、T（顶数）、B（重子数）二、夸克与夸克之间的作用
夸克与所有已知的亚原子粒子不同，它们带有分数电荷，例如：+2/3或-1/3（右图）。夸克都是两两成对、或三三成群，不可能单独被观测到。它们之间的结合是靠交换胶子，这就是著名的夸克模型。
三、粒子由夸克组成的方式
1、重子和轻子、强相互作用和弱相互作用 重子这一名词是指由三个夸克（或者三个反夸克组成反重子）组成的复合粒子
重子属于复合粒子，所以不是基本粒子。最常见的重子有组成日常物质原子核的质子和中子，合称为核子。
重子是强相互作用的费米子，也就是说它们遵守费米-狄拉克统计和泡利不相容原理，通过组成它们的夸克它们参加强相互作用。同时它们也参加弱相互作用和引力。带电荷的重子也参加电磁力作用。
重子：是构成原子核的基本微粒，重子有N个团子在万有引力下盘旋构成，有五种稳态结构，分别有7、8、9、11、12个团子盘旋而成，称之为重子7，重子8，重子9，重子11，重子12。轻子（lepton）就是不参与强相互作用的费米子
至今实验上还没有发现轻子有任何结构，所以通常被认为自然界最基本的粒子之一
已经发现的轻子包括电子、μ子（渺子）、τ子（陶子，重轻子）三种带一个单位负电荷的粒子，分别以e-、μ-、τ-表示，以及它们分别对应的电子中微子、μ子中微子、τ子中微子三重不带电的中微子，分别以ve、νμ、ντ表示。加上以上六种粒子各自的反粒子[1]，共计12种轻子。
轻子不一定都很轻，τ子的质量比很多重子都大
重子：„„
轻子：„„
（帮忙查一下各有那些？）
重子是又夸克和胶子构成的。
2、夸克的味：就是夸克的“种类”；
3、夸克的色：
由于泡利不相容原理，夸克的色分为红、绿、蓝三色，
1964年，美国科学家格林伯格（Oscar Wallace Greenberg）（左图 左）引入了夸克的一种自由度——“颜色”（color）的概念。这里的“颜色”并不是视觉感受到的颜色，而是一种新引入的 量子数的代名词，与电子带电荷相类似，夸克带颜色荷。这样，每味夸克就有三种颜色分别是红、绿和蓝（ 左图右）。
4、重子的味SU(3)十重态
人类先发现usd
我们知道usd三种味的组合有10种形式uuu,uus,uud,sss,ssu,ssd,ddd,ddu,dds,usd.
这就是usd的10重态。
其中ddu为中子，duu为质子 重子的味SU(3)十重态 Y-I3二维图
Y=B+S
四、把夸克的色味正反算上夸克的种类由原来的6种扩展到18种，再加上与它们对应的18种反夸克（右图），自然界一共有36种夸克。
而中子与质子可视为核子的两个不同状态，因此，中子与质子之间的转变相当于一个量子态到另一个量子态的跃迁，在跃迁过程中放出电子和中微子，它们事先并不存在于核内。正好像光子是原子不同状态之间跃迁的产物，事先并不存在于原子内。导致产生光子的是电磁相互作用，而导致产生电子和中微子的是一种新的相互作用，弱相互作用。
强相互作用：
原子核紧密地保持在一起的力；强相互作用是组成强子的夸克之间通过一些称为胶子的规范粒子场传递的作用。
强相互作用与色荷
夸克有一种叫“色荷”的性质。色荷共分三种，可任意标示为“蓝”、“绿”及“红”每一种色荷都有其对应的反色荷——“反蓝”、“反绿”及“反红”。每一个夸克都带一种色，而每一个反夸克则带一种反色。
掌管夸克间吸引及排斥的系统，是由三种色的各种不同组合所负责，叫强相互作用，它是由一种叫胶子的规范玻色子所传递的；下文中有关于胶子更详细的讨论。描述强相互作用的理论叫量子色动力学（QCD）。一个带某色荷的夸克，可以和一个带对应反色荷的反夸克，一起生成一束缚系统；三个（反）色荷各异的（反）夸克，也就是三种色每种一个，同样也可以束缚在一起。两个互相吸引的夸克会达至色中性：一夸克带色荷ξ，加上一个带色荷−ξ的反夸克，结合后色荷为零（或“白”色），成为一个介子。跟基本光学的颜色叠加一样，把三个色荷互不相同的夸克或三个这样的反夸克组合在一起，就会同样地得到“白”的色荷，成为一个重子或反重子。
在现代粒子物理学中，联系粒子相互作用的，是一种叫规范对称的空间对称群（见规范场论）。色荷SU(3)（一般简写成SU(3)c）是夸克色荷的规范对称，也是量子色动力学的定义对称。物理学定律不受空间的方向（如x、y及z）所限，即使坐标轴旋转到一个新方向，定律依然不变，量子色动力学的物理也一样，不受三维色空间的方向影响，色空间的三个方向分别为蓝、红和绿。SU(3)c的色变与色空间的“旋转”相对应（数学上，色空间是复数空间）。每一种夸克味，f，下面都有三种小分类fB、fG和fR，对应三种夸克色蓝、绿和红，形成一个三重态：一股有三个分量的量子场，并且在变换时遵从SU(3)c的基本表示。这个时候SU(3)c应是局部的，这个要求换句话说，就是容许变换随空间及时间而定，所以说这个局部表示决定了强相互作用的性质，尤其是有八种载力用胶子这一点。
弱相互作用：
19世纪末，20世纪初，物理学家发现，有些原子核能够自发的发射出射线，后来在放射线香中起作用的还有弱相互作用。由于弱相互作用比强相互作用和电磁作用的强度都弱，故有此名，其作用范围比强相互作用还要小。
弱相互作用与味
夸克只能通过弱相互作用，由一种味转变成另一种味，弱相互作用是粒子物理学的四种基本相互作用之一。任何上型的夸克（上、粲及顶夸克），都可以通过吸收或释放一W玻色子，而变成下型的夸克（下、奇及底夸克），反之亦然。这种变味机制正是导致β衰变这种放射过程的原因，在β衰变中，一中子（n）“分裂”成一质子（p）、一电子（e）及一反电子中微子（νe）（见右图）。在β衰变发生时，中子（udd）内的一下夸克在释放一虚W玻色子后，随即衰变成一上夸克，于是中子就变成了质子（uud）。随后W玻色子衰变成一电子及一反电子中微子。
强作用对称性的理论——八重法
对称性（symmetry）是现代物理学中的一个核心概念，系统从一个状态变换到另一个状态，如果这两个状态等价，则说系统对这一变换是对称的。
强核力是把夸克捆绑在一起的力。它亦间接地把质子和中子捆绑在一起。
反中子 中子的反粒子。它是1956年发现的。它的磁矩对于其自旋是反号的。反中子与核子相碰可湮没为π介子。
夸克结构：
中子（n）：由一个上夸克（u ，带电量 +2/3），两个下夸克（d，带电量 -1/3）组成
反中子（n bar）: 由一个反上夸克（u bar,带电量 -2/3），两个反下夸克（d bar,带电量
+1/3）组成
Ξ粒子
在粒子物理学中，Ξ粒子是一类由一个较轻的第一代夸克和两个较重的夸克（可以是第二代夸克或第三代夸克）组成的重子。这类粒子因其不稳定性也被称作“级联粒子”（cascade particles）——它们能在极短的时间内通过一系列的衰变转化为较轻的稳定粒子。第一个Ξ粒子于1964年于美国布克海文国家实验室被发现。
I（同位旋）、J（总角动量）、P（宇称）、Q（电荷）、S （奇异数）, C（粲数）、B′（底数）、T（顶数）、B（重子数）、u（上夸克）、d（下夸克）、s（奇夸克）、c（粲夸克）、b（底夸克）、t（顶夸克）。
同位旋（I）
1、原理简介
反映自旋和宇称相同、质量相近而电荷数不同的几种粒子归属性质的量子数。
2、详细内容
同位旋是粒子的性质之一。实验表明，核力具有电荷无关性，质子和质子、中子和中子及质子和中子之间的核力是相同的，这说明就核力的性质而言，质子与中子之间没有区别，因此把质子和中子看成同一种粒子的两种不同状态。有些粒子（强子）质量很接近，但电量不同，每一组这样的粒子可以看做同一粒子处于不同的态。如质子、中子为两重态；π+、π0、π-为多重态等。为描述强子的多重态，引入一个称为同位旋的量子数I。在强相互作用过程中，I守衡；弱相互作用、电磁作用过程中，I不守衡。同一多重态的粒子同位旋相同。类比自旋的概念引入抽象的同位旋空间，质子和中子是同位旋I相同，同位旋第3分量I3不同的两种状态，由此可确定它们的同位旋I=1/2，质子的I3=1/2，中子的I3=－1/2，它们组成同位旋二重态[1]，它们质量上的微小差异来自I3的不同，犹如自旋取向不同引起自旋-轨道耦合的微小能量差异。同样Σ±、Σ0组成同位旋三重态，它们的同位旋I=1，同位旋第三分量I3分别为±1和0。原子核的同位旋可由质子和中子的同位旋“合成”得到，强子的同位旋由组成强子的夸克的同位旋“合成”得到。强相互作用下系统的同位旋和同位旋第三分量均守恒。对于一组多重态的粒子数a，I=（a-1）/2。
目前对于同位旋的进一步认识是，强子的同位旋反映了组成强子的 u夸克和 d夸克之间的对称性。强相互作用的同位旋转动不变性反映了强相互作用与夸克的味无关性的一个方面的表现。强子的同位旋量子数I和I3可以由组成强子的u夸克和 d夸克的同位旋“合成”得到。
同位旋是模仿自旋的概念提出来的。一种将自旋与“常见物体”类比的方法是，考虑一个绕固定点转动的刚体杆，杆的一段连接在固定杆上。这种转动形成一个SO（3）群。将自旋的概念应用于电子这样的粒子上，恰当的对称性描述是SU（2）群，它与SO(3)群只有细微的不同。与一个自旋的陀螺要么顺时针转动要么逆时针转动类似，电子的自旋值也有限制，这些可以从某些原子光谱的分裂中看出来。
底数（B′）