素粒子の勉強、まずはウィキペディアから

素粒子(そりゅうし, elementary particle)とは、物質を構成する最小の単位のことである。

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1.素粒子
素粒子は大きく2種類に分類される。

フェルミ粒子(フェルミオン): 物質を構成する粒子。クォークとレプトンに分類される。

ボース粒子(ボソン): 力を媒介する粒子。

最小の単位であるということは、内部構造を持たず空間的な大きさを持たない、ということである。

2.フェルミ粒子(フェルミオン)

フェルミ粒子はクォークとレプトンに大きく分けられる。更にそれぞれが2系列に分けられ、3世代ずつの計6種類が発見されている。世代数が大きいほど質量が大きい。

A クォーク

クォーク : フェルミ粒子のうち、強い相互作用をもつもの。ハドロンの構成要素とされる。次の二つの系列がある。

上系列クォーク: 電荷+2/3を持ち、それぞれに反粒子が存在する。

アップクォーク (u)、チャームクォーク (c)、トップクォーク (t)の三つの世代からなる。

下系列クォーク: 電荷−1/3を持ち、それぞれに反粒子が存在する。

ダウンクォーク (d)、ストレンジクォーク (s)、ボトムクォーク (b)の三つの世代からなる。

B レプトン

レプトン: フェルミ粒子のうち、強い相互作用を持たないもの。次の二つの系列がある。

ニュートリノ系列: 電荷をもたない。反粒子の存在は必然ではない。

電子ニュートリノ (νe)、ミューニュートリノ (νμ)、タウニュートリノ (ντ)の三つの世代からなる。

荷電レプトン系列: 電荷−1を持ち、それぞれに反粒子が存在する。

電子 (e)、ミュー粒子 (μ)、タウ粒子 (τ)の三つの世代からなる。


* なお、電子は原子の構成要素として一般によく知られる。電子の反粒子は陽電子と呼ばれる。


3 ボース粒子(ボソン)

ゲージ粒子ともいう。素粒子間の相互作用(力)を伝搬する粒子であり、それぞれの相互作用に応じて以下の種類がある。

光子(フォトン): 電磁相互作用を媒介する。ガンマ線の正体であるためγで表されることが多い。

グルーオン: 強い相互作用を媒介する。カラーSU(3)の下で8種類存在する。

ウィークボソン(Wボソン): 弱い相互作用を媒介する。質量と電荷±1を持つ。W+, W−で表され、互いに反粒子の関係にある。

ゼロZボソン(Zボソン): 電荷をもたない。Z0と書かれることもある。


ヒッグス粒子: 素粒子に質量を与える。

*このほかに重力を媒介する重力子がある。標準模型には含まれない(未発見)。