我们可以把这些粒子回进一个有序系统，并用下列的参数来区分它们：电荷、总自旋（也就是量子机械性本征扭转）以及受到强彼此感化的影响。

轻子

自旋为1/2，不介入强彼此感化。一共有六种轻子，三种带电荷，别的三种不带电荷。

三种带电荷的轻子分辨为：

电子（标志为e），能量为0.511 MeV, 稳固；

μ子（标志为μ），能量为160 MeV，不稳固；

τ子（标志为τ），能量为1777 MeV，不稳固；

剩下三种不带电荷的轻子，即中微子，几乎是无质量的。这三种中微子与前面提到的电子、μ子和τ子对应，分辨是电子中微子（缩写为νe），μ子中微子（缩写为νμ）和τ子中微子（缩写为ντ）。

上述的每一种轻子，存在与之对应的反粒子。须要留意的是，反粒子和中微子也不是完整雷同的。

依据现有的物理学常识，这六种轻子是组成物资的基础组元。

电子中微子只能经由过程弱彼此感化力改变成电子，反之亦然，但电子中微子或电子尽不会酿成μ子或者τ子。同样的规矩也实用于μ子或者τ子。

强子

这些粒子受到强彼此感化（强核感化力）。天然界存在着很多种强子，尽管这些强子的带电量和自旋值不尽雷同，但都知足两条纪律：带电量为整数且是元电荷的 -2 ~ 2 倍；对折自旋值和整数自旋值在0 ~ 3/2 之间。那些拥有整数自旋值（0或1）的强子叫做介子，而那些拥有对折自旋值（1/2或3/2）的强子叫做重子，后者包含质子和中子。

让我们列举一些能表白强子内部构造的事实。

天然界存在很多种分歧的强子。对于一些强子而言，例如质子、中子或带电的介子，它们的粒径可以有必定水平的扩大，年夜约在0.5 ~ 1 费米【1费米 = 10^-15米】。值得留意的是，质量附近的强子一次又一次地成群呈现。

基于上述和其它的事实，Gell-Mann, Zweig和其他学者于1964年提出如许的假说：所有的强子都仅由少数几种基础单位组合而成，即所谓的夸克。质子由两个上夸克（带电荷为 2/3）和一个下夸克（带电荷为-1/3）构成。

直到此刻，人们还没能在任何检测器中不雅测到肆意一个自由运动的夸克，此刻人们也这是不成能的。可是，强子中的夸克仍是可以经由过程一些方式被具体的检测到，好比高能电子轰炸（此方式相似于卢瑟福所做的散射试验，据此他证实了原子内部原子核的存在）。

那一共有几多种作为基础单位的夸克呢？最开端，人们以为只有两种，即上夸克和下夸克（分辨用字母u和d来代表）。上夸克和下夸克可以构成质子（uud，即两个上夸克和一个下夸克）和中子（udd，即一个上夸克和两个下夸克）。然而，跟着研讨的深刻，人们发明了四种新的夸克，它们分辨被称为奇夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克（分辨用s，c，b，t来代表）。这此中最重的夸克是顶夸克，直到1995年才被检测到。值得留意的是，这六种夸克可以类比轻子来进行摆列。

人们用上、下、奇、粲、底、顶的方法来定名夸克。每个上夸克拥有 2/3的电荷（响应的反夸克则拥有-2/3的电荷），下夸克则拥有-1/3的电荷（响应的反夸克则拥有 1/3的电荷）。即使每个夸克拥有的电荷数是1/3的整数倍，但迄今所知的所有强子都拥有整数倍的电荷。人们发明所有的重子都由三个夸克或反夸克构成，而所有的介子都仅由一个夸克和反夸克构成。故而，强子所带电荷数必定是整数。

假如要测定一个夸克的质量，必需要包管这个夸克可以无拘谨地运动，可是固有的局限是，天然界不存在可以自由运动的夸克。响应的，人们提出两种方式，在某种水平上表征夸克的质量。第一种方式是，疏忽夸克之间的联合能，并假设一个强子的总质量即是其所含夸克质量的总和。例如，假如上夸克和下夸克的质量都被估量为320MeV/c^2，据此，算出的质子（夸克组合uud）和中子（夸克组合udd）的质量可以合适丈量值。这种方式测算获得的夸克质量，被称之为“组分夸克质量”。

别的，我们可以用简略模子（如，非相对论夸克模子）来粗略估量夸克之间的感化力。这种模子假设感化力是恒定的，无论夸克间的间隔有多年夜，换言之感化力与间隔是非无关。基于这种模子的假设，夸克永远不克不及离开彼此感化，成为自由活动的粒子，这合适了前述的夸克活动的限制前提。

此刻，我们来看看第二种界说夸克质量的方式。强彼此感化力将夸克联合在一路，形成强子。强彼此感化力的一种性质是，渐进自由性，即：跟着间隔的缩短，夸克的有用色荷会削弱。据此，可行的措施是，用电子来撞击夸克，根据量子场理论来近似夸克的活动轨迹（至少在初始阶段的轨迹），最后断定夸克的近似质量。经由过程这种方式获得的夸克质量，称之为“流夸克质量”。

在这六种夸克中，顶夸克有着特别的位置。它的质量很年夜，故而衰变速度很快，寿命极短。它甚至来不及形成强子就衰变了。

总体来说，流夸克质量比组分夸克质量要小。对于三种轻质量的夸克，上夸克、下夸克和奇夸克，两种质量之间的差值约为300 MeV/c^2。打个比喻，组分夸克可以被看作是一个带壳的流夸克，这个壳的质量在300 MeV/c^2到500 MeV/c^2之间。

只有那些带色荷的粒子，更正确地说，带有不为0的色荷向量的粒子，才会受到强彼此感化的影响。

强彼此感化力感化于带色荷粒子，依附的是胶子的传递。

胶子最早于1979年在德国汉堡的德国电子同步加快器研讨所（DESY）的正电子-电子串联环加快器（PETRA）被不雅测到。天然界一共存在八种分歧的胶子，每一种胶子带有分歧的色荷组合。六种胶子各拥有两种色荷，剩下的两种胶子分辨拥有四种和六种色荷。

强彼此感化不仅将夸克联合在一路形成质子和中子，还感化于原子核内的质子和中子之间（即核能），而且还存在于放射性衰变中。

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