基本粒子

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指自然界物质结构一个层次(一般指微观)的组成单元的总称。

“基本粒子”“Elementary particles”是从1897年汤姆生(Thomson，J．J．)发现电子，到1932年先后发现了光子、中子、质子而来的。物质由分子构成，分子由原子组成，原子由电子和原子核，原子核由质子和中子组成，原子辐射或电磁辐射发射光子，当时有些人误认为电子、光子、质子、中子是物质结构的最小的、不能再分的基本单元称之为基本粒子。

这种对物质微观结构的认识只是一个层次而已。

实际到目前为止发现的基本粒子有三百多种，构成了一幅错综复杂的微观物质世界。

现在可根据它们的性质分为：普遍基本粒子，如光子(r)、电子(e)、正电子(e⁺)μ子(μ⁺，μ^－)、中微子(v_e，v_rμ)、反中微子(，)、重轻子(τ⁺，τ^－)、π介子(π⁺，π⁰，π^－)，质子(p)、反质子()、中子(n)、反中子()等。奇异粒子：K介子(k⁺，，)、超子()、∑超子(∑⁺，，)、超子(，)、Ω超子(Ω^－)等。共振粒子：ρ(770)、ω(783)、Ω′(958)σ、(980)、K^*(892)、f(1270)、N(1470)、△(1232)等。括号内数字是粒子静止质量的兆电子伏特数。

新粒子：τ／4(3100)、φ(3685)、D^±(1870)、D^*(2010)、F(2030)、F^*(2140)等这些基本粒子按静止质量大小，分为四类：(1)光子：质量为零；(2)轻子：质量较小；(3)介子：质量介于轻子和质子之间；(4)重子：质量≥质子质量。由于近年来新粒子和共振子不断发现，上述分类已显得比较粗糙些。对于基本粒子的重要分类方法是依照相互作用强弱分类，目前主要有三种：(1)电磁作用，它是带电粒子和磁性粒子之间的相互作用，是一种长程力，带电粒子之间通过交换光子实现；(2)弱相互作用，它比电磁相互作用弱很多，是一种短程力，寿命在10^－10秒以上的不稳定粒子裹变，都属这种相互作用；(3)强相互作用，它比电磁相互作用强得多，是短程力。强作用、电磁作用、弱作用三者强弱之比约为1∶10^－2∶10^－10。

因此基本粒子可分为强子、轻子、光子，其中光子只参加电磁作用；轻子参加弱作用；强子参加强作用。量度基本粒子的物理量有质量、电荷、自旋、同位旋、宇称、奇异数、重子数、寿命等，这些性质及其相关的守恒定律，是观察基本粒子的主要依据，基本粒子的运动规律研究主要通过高能粒子碰撞来观察，高能粒子实验的能量水平是京电子伏特(GeV)，一京等于十亿。实验已发现，强子还有内部结构，所有强子都是由夸克(或层子)粒子组成，夸克也称“味”，每种夸克又有三个状态，称“色”，三个状态称“红”“黄”“蓝”三色。