素粒子とは top map map3 電子の基礎知識 陽子の基礎知識 原子の基礎知識 原子核 中性子 分子の基礎知識 三態の基礎知識  

素粒子(Elementary particle)は他の大きな粒子を構成する最小単位の粒子で、レプトン(leptons 軽粒子)、ハドロン(Hadron 強粒子)、ゲージ粒子に大別されます。
電子はレプトン、陽子・中性子はハドロン、 光子はゲージ粒子に分類されます。
粒子には質量と体積を持つフェルミ粒子と質量と体積を持たないポーズ粒子があります。
フェルミ粒子は半整数スピンを持ち、パウリの排他原理に従う粒子です。この排他律により、フェルミ粒子は同じ量子状態を共有することはできません。
ボース粒子は整数スピンを持ち、パウリの排他原理には従いません。
また、各粒子には電気的に反対の電荷を持つ以外はまったく同じ、反粒子と呼ばれる粒子があります。

素粒子の分類

分類
種類
フェルミ粒子
ハドロン
(強粒子)
バリオン
(重粒子)
陽子・中性子・デルタ粒子など数10種類
メゾン
(中間子)
パイオン(パイ中間子)・
ケーオン(K中間子)など数10種類
レプトン
電子・ミュー粒子・タウ粒子・
ニュートリノ(3種類)
ポーズ粒子
ゲージ粒子
(軽粒子)
光子・グルオン(8種類)・
Wポゾン(2種類)・Zポゾン

標準基本粒子(fundamental Particle)は
 フェルミ粒子と呼ばれる物質を構成する最小単位の粒子で、3世代、12種類に分類されています。
フェルミ粒子(fermionic particles)

第1世代(Particle Generations First family)
電子(electron: e-)、電子ニュートリノ(electron-neutrino: νe )、アップクオーク(up quark: u )、ダウンクオーク(down quark: d)
第2世代(Second family )
ミュー粒子(muon: μ-)、ミューニュートリノ(muon-neutrino: νμ)、チャームクオーク(charm quark: c)、ストレンジクオーク(strange quark: s)
第3世代(Third family)
タウ粒子(tauon: τ-)、タウニュートリノ(tauon-neutrino: ντ)、トップクオーク(top quark: t)、ボトムクオーク(bottom quark: b)

ボース粒子
  ボース粒子(bosonic particles4つの力を伝える役目を持っています。基本的に力はこれらの粒子を交換すること(交換力)によっれ伝えられます。
電磁力(electromagnetic interaction)は光子(Photons)の交換で力を伝えます。
弱い力(weak nuclear force)は WボソンとZボソン(W and Z bosons)の交換で力を伝えます。
強い力 (strong nuclear force)はグルーオン(gluons)の交換で力を伝えます。
重力(Gravitational interactions)はグラビトーン(graviton?)の交換で力を伝えると考えられていますが、まだ存在が確認されていません。
第5の力?として、自発的対称性の破れ(spontaneous symmetry breaking)が考えられていて、それははヒッグス粒子(Higgs bosons) の交換で力を伝えると考えられています。
 この自発的な対称性の破れという考え方は、超伝導状態を説明するために考え出された物性物理学における相転移という概念で、そこではスピン1/2の電子がクーパー対を作りスピン1のボソンとして空間に凝縮(ボース凝縮)しているので他の物質との相互作用が無く電子対は自由に移動できるようになった状態であると考えられています。