粒子は物質の基本構成要素の 1 つです。それらを研究する物理学の分野は素粒子物理学です。
亜原子粒子
素粒子物理学における現代の研究は、原子よりも小さい亜原子粒子に焦点を当てています。これらには、電子、陽子、中性子などの原子構成要素 (陽子と中性子は実際にはクォークで構成される複合粒子です) や、光子、ニュートリノ、ミューオンなどの放射線や分散現象によって生成される粒子が含まれます。
厳密に言えば、粒子という用語は不適切です。素粒子物理学で研究される物体は量子力学の原理に従います。そのため、それらは波動と粒子の二重性の影響を受け、実験条件によっては粒子のような挙動を示し、他の実験条件では波のような挙動を示します。
理論的には、それらは粒子としても波としても記述されず、ヒルベルト空間内の状態ベクトルとして記述されます (場の量子理論を参照)。素粒子物理学者が使用する慣例に従い、電子や光子などの物体を指すために素粒子という用語を使用しますが、これらの粒子には波動特性もあると理解しています。
| フォトン(γ) ^ | |||
| レプトン | 電子（e – ）、ニュートリノ（ν） | ||
| ハドロン | 中間子 | Pi (π + 、π 0 、π – )、K (κ + 、κ 0 、κ – )、η 0 … | |
| バリオン | 核子 | 陽子(p)、中性子(n) | |
| ハイペロン | デルタ( Δ ++ , Δ + , Δ0 , Δ- ) | ||
これまでに観測されたすべての粒子は、標準モデルと呼ばれる場の量子理論に分類されており、これは素粒子物理学の最大の成果であると考えられています。このモデルには 47 種類の素粒子が含まれており、その一部は結合して化合物粒子を形成する可能性があり、そのうちの数百は 1960 年代以降に発見されています。
標準模型は、これまでに実施されたほぼすべての実験テストに適合することがわかっていますが、ほとんどの素粒子物理学者は、これは自然の不完全な記述であり、より根本的な理論の発見が待たれていると信じています。特に、ミクロスケールの重力と標準モデルの両方を矛盾なく組み込んだモデルが待たれます。
2007 年の大型陽子衝突型加速器(CERN の LHC) の試運転により、素粒子物理学の標準モデルの知識が完成し、おそらくその拡張モデルが明らかになるはずですが、間違いなく「解明するのに十分なエネルギーを達成する」にはほど遠いでしょう。重力に関連した問題。
素粒子と哲学
素粒子物理学は科学哲学に大きな影響を与えてきました。この分野の研究の多くを動機づけた還元主義者の考え方は、さまざまな哲学者や科学者によって批判されています。
