因为在粒子物理学中经常出现一种现象:粒子会以不同的“面貌”来参与不同的相互作用过程。这既可以发生在基本粒子上也可以发生在非基本的复合粒子上。
非基本的复合粒子的一个典型例子就是K介子(kaon)。K介子的产生过程涉及到强相互作用,在其中K介子是以
和
的形式存在的,这两者是strangeness的本征态,它们虽然拥有不同的strangeness,却可以通过弱相互作用互相转换,这是因为在弱相互作用过程中K介子是以
和
的形式参与的。这两组K介子都不是普通的叠加态,而是真正参与基本相互作用过程的粒子状态,而且又是各不相同的。
基本粒子的一个典型例子就是中微子:中微子产生于弱相互作用中,在相关过程中是以
的形式存在的,即拥有与产生过程相对应的确定的flavor。在传播过程中中微子则是以质量本征态的形式存在的,即
。两组本征态并不重合,而是相互错开的,它们的关系可以用Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata矩阵来描述,也就是:
由于Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata矩阵不是block diagonal矩阵,因此
和
是两两互不相同的粒子。
基本粒子的另一个典型例子就是夸克。在我们上面提到的六种夸克(
)中, 自由传播的
和参与弱相互作用的
实际上是不同的。我们一般把后者记为
,两者由Cabibbo–Kobayashi–Maskawa矩阵相互联系,即
由于Cabibbo–Kobayashi–Maskawa矩阵也不是block diagonal矩阵,因此
和
是两两互不相同的粒子。
如果把这些具有实际物理意义的叠加态也视为独立的粒子,那么基本粒子的数量就不只
种了。
此外,目前我们还不能确定中微子是Dirac fermion还是Majorana fermion。也就是说,虽然标准模型中我们暂时默认了中微子的反粒子不同于它自身,但这并不是必然的。如果中微子确实是Majorana fermion,那么基本粒子的总数就要相应地减少。而且,还可能存在未被发现的惰性中微子,这也会影响到基本粒子的数量。