導入
この記事は、現在知られている素粒子と仮説の素粒子、およびそれらから構築できる複合粒子を含む、素粒子物理学における粒子のリストです。
素粒子
素粒子とは、測定可能な内部構造を持たない粒子、つまり他の粒子から構成されていない粒子です。これらは場の量子論の基本的な目的です。素粒子はスピンに従って分類でき、フェルミオンは半整数のスピンを持ち、ボーソンは整数のスピンを持ちます。
スタンダードモデル
標準モデルは、素粒子に関する現在の知識の状態を記述します。ヒッグス粒子を除くすべての標準模型粒子が観測されています。
フェルミオン (半整数スピン)
フェルミオンは半整数のスピンを持ちます。既知のすべての素フェルミオンでは、それは 1/2 です。各フェルミオンは独自の反粒子を持っています。フェルミ粒子は物質の構成要素です。強い相互作用を介して相互作用するかどうかによって分類されます。標準モデルによれば、素フェルミ粒子には 12 種類あります。6 つのクォークと 6 つのレプトンです。
- クォークは強い相互作用を介して相互作用します。それぞれの反粒子は反クォークです。クォークには 6 つの種類があります。
世代 名前・味 電荷(e) 質量(MeV) アンチクォーク 1 上 ( u ) +2/3 1.5～4 アンチアップ $$ {(\overline{u})} $$下 ( d ) −1/3 4～8 アンチダウン $$ {(\overline{d})} $$2 奇妙な ( s ) −1/3 80～130 アンチストレンジ $$ {(\overline{s})} $$魅力 ( c ) +2/3 1,150～1,350 アンチチャーム $$ {(\overline{c})} $$3 底 ( b ) −1/3 4,100～4,400 アンチボトム $$ {(\overline{b})} $$トップ ( t ) +2/3 170,900±1,800 アンチトップ $$ {(\overline{t})} $$
荷電レプトン/反粒子 ニュートリノ/反ニュートリノ 名前 シンボル 電荷(e) 質量 (MeV) 名前 シンボル 電荷(e) 質量 (MeV) 電子・陽電子 $$ {e^- \, / \, e^+} $$−1 / +1 0.511 電子ニュートリノ/ 反電子ニュートリノ $$ {\nu_e \, / \, \overline{\nu}_e} $$0 < 0.0000022 ミュオン $$ {\mu^- \, / \, \mu^+ } $$−1 / +1 105.7 ミューニュートリノ / 反ミューニュートリノ $$ {\nu_\mu \, / \, \overline{\nu}_\mu} $$0 <0.17 タウオン $$ {\tau^- \, / \, \tau^+} $$−1 / +1 1,777 タイチニュートリノ /
タウイック反ニュートリノ$$ {\nu_\tau \, / \, \overline{\nu}_\tau} $$0 <15.5
注:振動の影響によりニュートリノの質量がゼロではないことはわかっていますが、2006 年には直接測定されなかったほど十分に小さいです。
ボソン (全スピン)
ボソンは整数スピンを持っています。素相互作用はゲージ粒子によって伝達され、その質量は理論的にはヒッグス粒子によって生成されます。標準モデルによれば、素粒子は次のとおりです。
名前 チャージ(e) スピン 質量 (GeV) 交流 光子 0 1 0 電磁気 W ± ±1 1 80.4 弱い相互作用 Z0 0 1 91.2 弱い相互作用 グルーオン 0 1 0 強力な相互作用 ヒッグス 0 0 >115 以下を参照してください
ヒッグス粒子 (スピンがゼロ) は電弱理論によって予測されており、標準模型の中で観測されていない唯一の粒子です。標準模型ヒッグス機構では、ヒッグス場の自発的対称性の破れによってヒッグス粒子が生成されます。素粒子の固有質量 (特に W ボソンと Z ボソンの質量) は、この場との相互作用によって説明されます。
仮想粒子
超対称理論ではさらに多くの粒子の存在が予測されていますが、2009 年の時点ではいずれも実験的に確認されていません。
- ニュートラリーノ (スピン 1/2) は、標準モデルからのいくつかの中性粒子のスーパーパートナーを重ね合わせたものです。これは暗黒物質の最有力候補です。荷電ボソンのスーパーパートナーはチャーギノと呼ばれます。
- フォティノ (スピン 1/2) はフォトンのスーパーパートナーです。
- グラビティーノ(スピン 3/2) は、超重力理論における重力子のスーパーパートナーです。
- スリーポンとスクォーク (スピン 0) は、標準模型フェルミ粒子のスーパー パートナーです。ストップスクォーク (トップクォークのスーパーパートナー) は軽いと想定されており、実験研究の対象となることがよくあります。
| 標準モデル粒子 | 超対称パートナー |
|---|---|
| クォーク（フェルミオン） | スクワーク（ボソン） |
| 電子 (フェルミ粒子) | セレクトン（ボソン） |
| ニュートリノ (フェルミオン) | スニュートリノ (ボソン) |
| グルーオン（ボソン） | グルーイーノ (フェルミオン) |
| グラビトン（ボソン） | グラヴィティーノ (フェルミオン) |
| フォトン（ボソン） | フォティナス (フェルミオン) |
他の理論は追加のボーソンの存在を予測しています。
- 重力子 (スピン 2) は、量子重力理論における重力ベクトルとして提案されています。
- 重力スカラー(スピン 0)。
- アクシオン(スピン 0) は、 量子色力学におけるCP 対称性の違反がないという問題を解決するために、 Peccei-Quinn 理論によって導入された擬似スカラー粒子です。
- サクシオン(スピン 0) とアクシーノ(スピン 1/2) は、ペッセイ・クイン理論の超対称拡張においてアクシオンとともに超多重項を形成します。
- X ボソンとY ボソンは、大統一理論によって W ボソンと Z ボソンに相当するものとして予測されています。
- 磁気光子
磁気単極子は、ゼロ以外の磁荷を持つ粒子の一般名です。それらは特定の大統一理論によって予測されています。
タキオンは、光速よりも速く移動し、架空の静止質量を持つ仮説上の粒子です。
プレオンはクォークとレプトンの理論上の下部構造でしたが、衝突器はその存在を証明していません。