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之前介绍了四种基本力（强力、弱力、电磁力、引力），下面来接着介绍一下基本粒子。对于重点部分，我会加粗。能力有限，写的不好，也许还会存在部分错误，还请见谅哈。 什么是基本粒子？在20世纪，人们发现原子是由原子核（质子和中子组成）及核外的电子构成的。由于色禁闭现象导致科学家们在很长时间内没有新的发现，于是便误以为质子、中子就是最基本的粒子了。夸克模型的提出及验证，打破了长久的幻想，人们开始思索“物质也许是无限可分的”。下面将要介绍的基本粒子就是目前科学家们所发现的构成物质结构的最基本的粒子。 在粒子物理学的标准模型（描述电磁力、弱力、强力三种基本力及基本粒子的理论）框架下共有61种基本粒子，从目前来看它们都是不可分的，也没有明显迹象表明这些基本粒子还存在更深层次的结构。 根据作用力的不同，基本粒子可分为夸克（36种）、轻子（12种）和传播子（13种）三大类。由于基本粒子在质量和体积方面都很小，在量子场论中，它们都被当做点粒子进行对待。科学家们在高能粒子加速器中进行碰撞试验，以此来研究它们的性质及组成。基本粒子都非常小，目前人类还不能直接观察到。 夸克和轻子夸克和轻子都属于费米子，自旋为半奇数，遵守泡利不相容原理。轻子相信大家都很熟悉，电子就是其中一员 。夸克则是构成原子核的材料，因为质子和中子都是由夸克构成的。 轻子只具有电荷，而夸克不仅有电荷（分正负两种电性），还具有色荷（分红绿蓝三色，这里只是借代，并不是说夸克真的具有颜色，只是用作性质上的区分）。电荷与电磁相互作用有关，色荷与强相互作用有关。 夸克和轻子都可按质量划分为3代，一代更比一代重，且各自都拥有对应的反粒子。宇宙间的原子都是由第一代夸克和轻子组成的，余下的非常不稳定极易衰变，只存在于宇宙射线及高能粒子实验中。中微子是质量最小的基本粒子，个头小不带电，与其他物质的相互作用十分微弱，以至于可以轻易穿透地球。顶夸克是基本粒子中质量最大的粒子。 （轻子） （夸克） 宇宙间种类众多的强子都是由夸克构成的。强子可以分为两大类，即介子和重子。介子由两个夸克组成，重子由三个夸克组成，我们所熟知的质子和中子都属于重子。质子是强子中最稳定的粒子，其它粒子很容易发生衰变。一个自由中子会衰变成一个质子、一个电子和一个中微子。 （一个质子由两个上夸克和一个下夸克构成） 传播子传播子是传递基本力的媒介粒子。它们都属于玻色子，自旋为整数。分为胶子、光子、中间玻色子及希格斯玻色子。 胶子具有色荷，且拥有8种类型的色荷，传递强相互作用；光子没有电荷及色荷，负责传递电磁相互作用，只有一种。胶子和光子的禁止质量为0。中间玻色子有三种，即W-、W+及Z，拥有质量，负责传递弱相互作用。它们都属于规范场论下的规范玻色子。 希格斯粒子自旋为0，属于标量玻色子，不带电荷、色荷，只有一种。希格斯玻色子是希格斯场的量子激发，因此极不稳定，生成后会立刻衰变。宇宙中充满了希格斯场，并通过希格斯机制赋予其它粒子质量。 标准模型为引力也预留了位置，在假设中存在一种引力子，粒子间通过交换引力子传递引力相互作用。目前看来，统一引力的希望似乎很渺小。 建立大统一理论是物理学家的终极梦想，为此，一些科学家另辟蹊径，提出了弦理论，认为基本粒子由一维的弦构成，弦的不同振动模式会形成不同的粒子。不过该理论太超前，以目前的技术实验手段，根本验证不了。 |
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