五、粒子的分类

    现在已经发现的、可以自由状态存在的粒子按它们参与相互作用的性质分为以下三类:

    1. 规范玻色子

    各种相互作用的媒介粒子都属于这一类。

    现在已经发现的、可以自由状态存在的规范玻色子有四种,它们是 g、W+ 、W- 和Z0

    原始的强相互作用称为色相互作用,媒介粒子是胶子,胶子有8种。实验表明,在粒子参与强相互作用时胶子确实存在并起着作用。但是迄今为止还没有发现自由状态下的胶子。

    引力相互作用实在太微弱,实验上还没有找到以自由状态存在的引力子。

    2. 轻子

    不参与强相互作用的粒子都属于轻子。

    已经发现的带电轻子有3种,它们是电子e、m子和 t 子,都带有一个单位的负电荷。它们都可以直接参与电磁相互作用和弱相互作用。

    另外还有3种中性轻子,分别与上面3种带电轻子相对应,它们是电子中微子ne m 中微子nm t 中微子nt 。它们的静质量可能都是零。

    以上6种轻子连同它们的反粒子,共计12种轻子,它们的自旋量子数都是1/2。

    电子e、m子和 t 子质量相差悬殊,m子的质量是电子的206.7683倍,t子的质量是 m子的16.8193倍,但是它们参与相互作用的性质却完全相同。人们不禁要问:为什么相互作用性质完全相同的3种粒子的质量会相差如此悬殊?这就是粒子物理学发展中的一个重大的理论疑难问题,称为e-m疑难。

    3. 强子

    凡是可以直接参与强相互作用的粒子,统称为强子。强子可以分为两类:介子和重子。介子是自旋量子数为零或正整数、重子数为零的强子;重子是自旋量子数为零或正半奇数、重子数为±1的强子。重子数为-1的重子常称为反重子。

    已经发现的强子共436种,在已经发现的总数为452种粒子中占绝大多数,其中介子有160种,重子和反重子有376种。

    在强子中,只有质子和反质子是稳定粒子,其余强子在自由状态下都要衰变。有少数强子主要通过电磁相互作用衰变,有些强子是通过弱相互作用衰变,而绝大多数强子则是通过强相互作用衰变的。中子在自由状态是不稳定的,但是在原子核内它却能稳定地存在着。

       
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