粒子列表

这是一份粒子物理学的粒子清单，包括已知的和假设的基本粒子，以及由它们合成的复合粒子。 关于根据发现年代顺序排列的亚原子粒子清单，请参见粒子发现年表。 基本粒子是没有可测量的内在结构的粒子，就是说，它不是其他粒子的复合。它们是量子场论的基本物质。基本粒子可以根据它们的自旋分类，费米子有半整数自旋而玻色子有整数自旋。 「標準模型」所呈現的是我們目前對於基本粒子物理的了解，人們已觀測到所有標準模型中的粒子。 费米子具有半整数自旋，每個費米子都有對應的反粒子。費米子是所有物質的基本組成成份。費米子有兩種形式，一種是夸克另一種是輕子，它們最大的不同是前者有色荷交互作用而後者沒有。 夸克具有三种色荷（colour）的特性，分别是R（紅）、G（綠）、B（藍），反夸克具有三种补色，分别是R（反紅 antired）、G（反綠 antigreen）、B（反藍 antiblue），有时也用互補色：R（青 cyan）、G（洋紅 magenta）、B（黃 yellow）來表示。 轻子沒有色荷 玻色子有整数自旋，基本交互作用是由規範玻色子傳遞，希格斯玻色子涉及到規範玻色子和費米子獲得質量的機制。 每個膠子帶有一個單位色荷的顏色與一個單位色荷的反顏色。顏色可以是紅色 r {\displaystyle {\color {Red}r}} 、藍色 b {\displaystyle {\color {Blue}b}} 或綠色 g {\displaystyle {\color {Green}g}} 。反顏色可以是反紅色 r ¯ {\displaystyle {\color {Cyan}{\bar {r}}}} 、反綠色 b ¯ {\displaystyle {\color {Magenta}{\bar {b}}}} 或反藍色 g ¯ {\displaystyle {\color {Goldenrod}{\bar {g}}}} 。所以，膠子可能處於九種不同的色態，分別為 r r ¯ {\displaystyle r{\bar {r}}} 、 r b ¯ {\displaystyle r{\bar {b}}} 、 r g ¯ {\displaystyle r{\bar {g}}} 、 b r ¯ {\displaystyle b{\bar {r}}} 、 b b ¯ {\displaystyle b{\bar {b}}} 、 b g ¯ {\displaystyle b{\bar {g}}} 、 g r ¯ {\displaystyle g{\bar {r}}} 、 g b ¯ {\displaystyle g{\bar {b}}} 、 g g ¯ {\displaystyle g{\bar {g}}} 實際而言，膠子是處於這九種色態的線性獨立組合，色單態並不存在，所以只有八種色態，分別為 希格斯玻色子主要是为了解释粒子质量的起源。在被称为希格斯机制的过程中，希格斯玻色子和标准模型中的其他费米子通过的SU（2）规范对称性的自发破缺获得质量。 最小超对称标准模型（MSSM）预测有多个希格斯玻色子（ h 0 {\displaystyle h^{0}} 、 H 1 0 {\displaystyle H_{1}^{0}} 、 H 2 0 {\displaystyle H_{2}^{0}} 、 H ± {\displaystyle H^{\pm }} 、 H ± ± {\displaystyle H^{\pm \pm }} 、 A 0 {\displaystyle A^{0}} ）。 引力子被加在列表中，虽然它不是由标准模型预测的，但在量子场论等理论中是存在的。 根据超对称理论的预测，标准模型中的每一个粒子都存在一个与其对应，自旋相差1/2的超对称粒子（Superpartner）。虽然目前为止，超对称粒子还没有被实验所证实，但是它们很有可能在欧洲大型强子对撞机中被发现。费米子的超粒子是超费米子（Sfermion），命名时在每种费米子前加一个s。玻色子的超粒子，命名时在每种玻色子后加一个ino。 超夸克（squarks，符号 q ~ {\displaystyle {\tilde {q}}} ）是夸克对应的超对称粒子，自旋为0。 超轻子（Sleptons，符号 ℓ ~ {\displaystyle {\tilde {\ell }}} ）是轻子对应的超对称粒子，自旋为0，包括标量电子、标量μ子、标量τ子、标量中微子。许多标准模型的扩展提出，可能需要解释LSND的结果。一个不参加除引力以外的任何相互作用的标量中微子，MSSM中右旋中微子相对应的粒子，被称为惰性中微子（Sterile neutrino）。 超规范子（gaugino，符号 χ ~ i ± {\displaystyle {\tilde {\chi }}_{i}^{\pm }} ）是规范玻色子对应的超对称粒子 超希格斯粒子（Higgsino，符号 H ~ {\displaystyle {\tilde {H}}} ）是标量玻色子希格斯玻色子对应的超对称粒子 注：正如光子，Z玻色子和W±玻色子是B0, W0, W1 和 W2的叠加态。相对应地，超光子，zino和wino±是bino0, wino0, wino1 和 wino2的叠加态。 其它理论预言存在另外的玻色子: 夸克和轻子的理论结构模型： 阿尔法子 alphon 贝塔子 beiton 欧米伽子omegon 族子 familon 格里克子 gleak 单子 haplon 毛粒子 maon 前子 preon 色子 chromon 味子 flavon 代子 somon 前夸克 prequark 奎克 qwink 初子 rishon 亚夸克 subquark 亚层子 substraton 所有受到強相互作用影響的亞原子粒子都被稱為强子。 介子由一個夸克和一個反夸克組成，自旋總是整數，所以它們是玻色子。 重子由三個夸克或反夸克組成，自旋總是半整數，所以它們是費米子。 介子由一個夸克和一個反夸克組成，夸克偶素（Quarkonium）由正反同一夸克构成的束缚态。 介子的分类与命名 † C-宇称只与中性介子有关。 †† 当JPC=1−−（1³S1）时ψ介子被称为J/ψ介子 由于一些符号可能指向一个以上的粒子，因此有一些额外的规则： JPC=0的是标量介子，JPC=1是矢量介子，JPC=2是张量介子，对于其余的介子，J 数字被添加到下标：a0、a1、χc1等。 对于大多数ψ、ϒ、χ的状态，通常会增加能级信息的表示：ϒ(1S)、ϒ(2S)。第一个数字是主量子数，字母是能级符号L，省略了多重性，因为它隐含在符号中，J 在需要时标识：χb1(1P)，如果没有获得能级信息，则在括号中添加质量（单位：MeV/c2）：ϒ(9460)。 符号不能区分干净夸克态和胶球态，因此胶球使用同样的标记方案。对于具有JPC奇异量子数 (JPC = 0−−，0+−、2+−、4+− …、1−+、3−+、5−+ …)的介子，使用与JP 相同介子的相同符号，将J标识出，同位旋（I=0）的JPC = 1−+标记为ω1。当粒子的量子数未知时被称为X,Y,Z，在括号中用质量表示。 K 0 ( s ¯ d ) {\displaystyle K^{0}\,({\bar {s}}d)} 与 K ¯ 0 ( s d ¯ ) {\displaystyle {\bar {K}}^{0}\,(s{\bar {d}})} 混合产生，短寿命的 K S 0 = 2 2 ( K 0 − K ¯ 0 ) {\displaystyle K_{S}^{0}={\begin{matrix}{{\sqrt {2}} \over 2}\end{matrix}}(K^{0}-{\bar {K}}^{0})} （ PC = +1），长寿命的 K L 0 = 2 2 ( K 0 + K ¯ 0 ) {\displaystyle K_{L}^{0}={\begin{matrix}{{\sqrt {2}} \over 2}\end{matrix}}(K^{0}+{\bar {K}}^{0})} （ PC = -1）。 如果JP是正规级数，包括正宇称 (JP = 0+, 2+, …)和负宇称 (JP = 1−, 3−, …)在符号上添加上标（ ∗ ）。 如果不是赝标量介子（JP ＝ 0−）或矢量介子（JP ＝ 1−）将(JP)添加为符号下标。 当介子的共振态已知时，在括号中加上。当共振状态未知时，在括号中添加质量（单位：MeV/c2）。介子处于基态时，括号中不加任何东西。 重子由三個夸克或反夸克組成。双夸克（Diquark）或双夸克关联/聚类是一个假设状态，重子内的三个夸克分成两组，相应的重子模型称为夸克-双夸克模型。双夸克通常被视为一个亚原子粒子，第三夸克通过强相互作用与之相互作用。二夸克的存在是一个有争议的问题，但它有助于解释某些核子性质，并重现对核子结构敏感的实验数据。 重子的分类与命名 根据同位旋（I）和所含夸克的种类将重子分为两类六组： 核子（N）：质子（p）、中子（n）、第二代中子nμ（1149GeV）、第三代中子nτ（49501GeV） 超子：Δ重子、Λ重子、Σ重子、Ξ重子、Ω重子 命名规则依据的是轻夸克（上夸克、下夸克、奇夸克）与重夸克（粲夸克、底夸克、顶夸克）的组合情况，规则涵盖了六种夸克所有可能的三夸克组合的情况，包括包含顶夸克的组合： 重子包含三个（ u 、 d ）夸克： N (I = 1/2) 、 Δ (I = 3/2) 重子包含两个（ u 、 d ）夸克和一个（ s ）夸克： Λ (I = 0) 、 Σ (I = 1)，如果 s 夸克是重夸克（ c 、 b 、 t ）将夸克符号标为下标 重子包含一个（ u 、 d ）夸克和两个（ s ）夸克： Ξ (I = 1/2)，如果 s 夸克是重夸克（ c 、 b 、 t ）将夸克符号标为下标 重子没有包含（ u 、 d ）夸克，包含了三个（ s ）夸克： Ω (I = 0)，如果 s 夸克是重夸克（ c 、 b 、 t ）将夸克符号标为下标 對於重子強衰變粒子，JP值被視為其名稱的一部份，共振態的质量添加在括号中（单位：MeV/c2）。 实际使用时还有一些额外的规则对重子之间进行区别，会用到一些不同的符号： 只含有一種夸克的重子（如 uuu 和 ddd）存在 JP = 3⁄2+ 組態，而 JP = 1⁄2+ 組態是泡利不相容原理所不允許的。 含有二種夸克的重子（如 uud 和 uus）和三種夸克的重子（如 uds 和 udc）可以存在JP = 1⁄2+ 和 JP = 3⁄2+ 两种組態，添加上标（ ∗ ）区别。 含有三種夸克的重子（例如 uds 和 udc）可以存在JP = 1⁄2+ 的两种組態。添加上标（ ′ ）区别。 根据重子的电荷数添加上标（0、+、-）。 非常规（nonconventional）强子态，奇異強子（Exotic hadron），也称为外来态或奇异态（exotic states），QCD理论不禁止包含的基本粒子不是2个或者3个夸克的强子 胶球（Glueball）： N q = 0 {\displaystyle {N_{q}}=0} ， N g ≥ 2 {\displaystyle {N_{g}}\geq 2} 混杂态（Hybrid）： N q ≥ 2 {\displaystyle {N_{q}}\geq 2} ， N g ≥ 1 {\displaystyle {N_{g}}\geq 1} 多夸克态（Multiquark state）： N q > 3 {\displaystyle {N_{q}}>3} 分子态（Molecule）： N Q ≥ 2 {\displaystyle {N_{Q}}\geq 2} 奇異介子，由多于一个夸克和一个反夸克组成或由纯胶球组成自旋總是整數 具有JPC奇异量子数 (JPC = 0−−，0+−、2+−、4+− …、1−+、3−+、5−+ …)的介子。 膠球（Glueballs或Gluonium）- 由两个胶子或三个胶子组成，膠子與膠子之間通過自耦合，形成束縛態。质子之间的碰撞交换的偶数胶子球是坡密子（Pomeron），相对应的奇数胶子球是奇数子（odderon）。 四夸克态（Tetraquark）- 由两个夸克和两个反夸克组成束缚态，或者由两个夸克组成分子态即介子分子（Mesonic molecule）和介子偶素（mesonium），还可能存在的组合方式双夸克偶素（Diquark-onium，正夸克对与反夸克对的束缚态），强子夸克偶素（Hadro-quarkonium），夸克偶素伴随介子（Quarkonium adjoint Meson）。 六夸克态（Hexquark）- 由三个夸克反夸克对组成束缚态，或者由三对夸克反夸克对组成分子态。 介子混雜態（hybrid mesons）- 夸克胶子混雜態（Hybrids）-由一個夸克和一個反夸克與一個膠子形成混雜態。 奇異重子，由多于三个夸克或和三个反夸克组成自旋總是半整數 五夸克态（Pentaquark）- 是由四個夸克和一個反夸克組成束缚态，或者由重子和介子组成分子态即重子介子分子（baryonic-mesonic molecules）。 双重子态（Dibaryo）- 由两个重子組成束缚态即重子分子（baryonic molecules），具有六个夸克或六个反夸克。 重子偶素（Baryonium）- 由重子反重子组成束缚态。 七夸克态（Heptaquark）- 由五個夸克和两個反夸克組成。 重子混雜態（hybrid baryons）- 夸克胶子混雜態（Hybrids）由三個夸克或三個反夸克與一個膠子形成混合態。 超對稱R-重子- 具有三个夸克或三个反夸克和一顆超膠子組成。 每一種原子核都有特定數量的中子和質子，一種原子核會以衰變的方式變成另一種原子核。 原子是能區分出化學元素的最小粒子。典型原子的直徑大約是10-8厘米，原子是由一團電子雲環繞著一個相對很小的原子核所構成。 里德伯原子（Rydberg atom）是具有高激发态电子（主量子数n很大）的原子。里德伯原子中只有一个电子处于很高的激发态，离原子实（原子核和其余的电子）很远，原子实对这个电子的库仑作用可视为一个点电荷，因此可以将里德伯原子看作类氢原子。目前实验室中已经制备出n≈105的原子，射电天文已经观测到了n≈630的里德伯原子。 里德伯分子（Rydberg molecule）是是通过两个原子形成的，其中一个是里德伯原子，另一个是正常原子。氦二(Dihelium) (He2*) 是已知第一种里德伯分子。 里德伯极化子（Rydberg polaron）是一种奇异的物质状态，在超低温下产生，其中一个非常大的原子在原子核和电子之间的空间中含有其他普通原子。为了形成这个原子，必须将原子物理的玻色-爱因斯坦凝聚体和里德堡原子两个领域结合起来。 超原子（Superatoms）是由多个原子组成的特定团簇具有类似于原子特性的稳定结构单元，其物理和化学性质随所含原子的组分、数目和结构的不同而变化。团簇可以模拟元素周期表中单个原子的性质，如原子中电子状态的幻数特征、原子轨道以及氧化还原特性等。一个显著特点是在它与其他原子或团簇化合时能保持自身结构和性质的完整性。 指與一般原子構成不同的原子，奇异原子是像正电子、反質子、緲子、反緲子、π介子、K介子、超子等由不穩定的粒子代替质子、中子、电子等稳定粒子構成的，壽命都不長。偶素是粒子及其反粒子的束缚态，英文命名是在该粒子名后加后缀-onium。奇异原子也能形成分子，緲子偶素就已有化合物。 轻子束缚态：两个轻子的束缚态。 轻子原子：轻子绕原子核旋转。 双强子原子：强子绕原子核旋转，分为介子原子（mesonic atom）、双介子原子（dimeson atom）、重子原子（baryonic atom）。 核束缚态：原子核内有介子或超子，可分为介子核（Mesonucleus）和超核（Hypernucleus）。 强子分子态：由两个或两个以上重子通过强相互作用结合形成，介子偶素、介子分子（含双介子态）、重子分子（含双重子态）、重子偶素及重子介子分子。重子分子是氢-1以外所有元素的原子核以及双重子态和超核。 反物質（Antimatter） 超对称费米子会形成复合粒子，可以是原子和分子态，甚至还可以是准晶体的相态，但这需要引入额外维度的存在。 分子是能單獨存在、並保持純物質的化學性質的最小粒子，分子由多個原子在共價鍵中透過共用電子連接一起而形成。 凝聚體物理學的場方程跟高能量粒子物理學所用到的非常相似。因此粒子物理學的大部份理論都能被應用於凝聚体物理學，在凝聚态物理学上，类似于在相互作用粒子系统中的一个实体，当实体中的一个粒子在系统中朝一定方向运动，环绕该粒子的其它粒子云因为其间的相互作用而类似与被拖拽着向某个方向运动，这一系统就像一个自由运动着的整体，也就是一个準粒子。元激发（elementary excitation）是指物质中粒子之间、粒子自旋之间、带电粒子与电磁波之间各有相互作用，从而产生粒子的各种集体运动，通常表现为不同的振动或波动，其能量量子就是元激发。因其具有粒子的性状，又称准粒子。在凝聚态物理中，引入这样一个“准粒子”的概念非常重要。準粒子主要有： 任意子 Anyon 轴子 axion、类轴子粒子 Axion-Like Particles 玻戈留玻夫粒子 Bogoliubon 结构子 Configuron、位移子 Dislon、相位子 Phason、起伏量子 Phoniton 狄拉克费米子 Dirac fermion、外尔费米子 Weyl fermion、三分量费米子 three-component fermion、馬約拉納費米子 Majorana fermion、沙漏费米子 HourGlass fermion、麦克斯韦费米子 Maxwell fermion 狄拉克玻色子 Dirac bosons、外尔玻色子 Weyl bosons、三分量玻色子 three-component bosons 偶极子 dipole、电偶极子 electric dipole、基本电偶极子 elementary electric dipole、磁偶极子 Magnetic dipole 分数电荷粒子 fractional charge particles 奇数分母1/3、1/5电荷粒子与偶数1/4、2/5电荷粒子的性质不同。 准电子 Elctron quasiparticle、准空穴 Electron hole，又称为电洞 激子 Exciton、带电激子 Trion、双激子 Biexciton、量子滴 Dropleton、聚集子 Collexon、π子 Pi-ton 分形振子 Fracton、分形振子（次维度粒子） Fracton (subdimensional particle) 空穴子 Holon，又称为电荷子 Chargon、轨道子 Orbiton、自旋子 Spinon，电荷自旋分裂的三个准粒子 列韦子 Leviton 磁振子 Magnon、狄拉克磁振子 Dirac magnons、外尔磁振子 Weyl magnons、三分量磁振子 three-component magnons 磁单极子 Magnetic monopole、狄拉克磁单极子 Dirac monople、霍夫特-波利亚科夫磁单极子 t'Hooft-Polyakov monople、吴-杨磁单极子 Wu–Yang monopole 磁性斯格明子 Magnetic Skyrmion 马约拉纳粒子 Majorana 声子 Phonon 等离子激元 Plasmon 等离极化子 Plasmaron 极化激元 Polariton 极化子 Polaron、双极化子 Bipolaron 旋子 Roton 孤立子 Soliton、 達維多夫孤子 Davydov soliton 皱纹子 Wrinklon 加速子 Acceleron 任意子 Anyon 时间子 chronon 假设的计时单位 法捷耶夫-波波夫鬼粒子 Faddeev–Popov ghost 弗里德曼粒子 Friedmon 伽利略子 Galileon 引力电磁体 geon（gravitational electromagnetic entity），也叫真子 杰能子 genon 戈德斯通玻色子 goldstone boson 戈德斯通费米子 goldstone fermion 戈德斯通微子 goldstino 瞬子 instanton 轻子夸克 leptoquark 最大粒子 Maximon 最小粒子 Minimon 奇数子 odderon 普朗克粒子 Planck particle 普瑞顿子 plekton 坡密子 Pomeron 斯格明子 Skyrmion 虚假粒子 spurion（模方为零的粒子） 弦球 Stringball 极高能宇宙射线 ultra-high energy cosmic ray（UHECR） 非粒子 Unparticle 轴子 Axion 超軸子 Axino 变色龙粒子 Chameleon particle 暗光子 Dark photon 会同任何携带负电荷的物体相互作用，不过比普通光子更重。 黑洞子 Holeum 是假设的稳定的、量子化的原始或微型黑洞的引力束缚态。 瞬子 instanton 光子与胶子的融合漩涡，其场为轴子场。 最轻超对称粒子 Lightest Supersymmetric Particle（LSP） 质量维度一费米子 mass dimension one fermions 半自旋非狄拉克费米子，是暗物质的候选者 迷你电荷粒子 Minicharged particle 超中性子 Neutralino 中性微子 惰性中微子 Sterile neutrino 强相互作用粒子 Strongly interacting massive particle（SIMP） 大质量弱相互作用粒子 Weakly interacting massive particles（WIMP） 弱相互作用亚电子粒子 weakly interacting sub-eV particles（WISP） 弱作用巨兽粒子 Wimpzilla d*六夸克态 d* hexaquark 慢子（遲子）tardyon 亚光速粒子bradyon 永遠低於光速，同义与具質量粒子（Massive particle），指其靜止質量為非零实数的粒子。 光子 luxon 永遠等於光速，是一种无质量粒子，指靜止質量为零的基本粒子。两个已知的无质量粒子（Massless particle）都是规范玻色子：光子（电磁学的载体）和胶子（强相互作用力的载体）。 快子（速子，迅子) tachyon 是一種理论上预测的超光速次原子粒子，总是以超过光速的速度在运动，它无法降低速度至亚光速状态。 標準模型理論描述所有粒子的理論。 元素周期表所有原子的清單。 同位素列表所有同位素的清單。 化學品列表所有分子的清單。 Particle Data Group （页面存档备份，存于互联网档案馆） S. Eidelman; et al. Review of Particle Physics. Physics Letters B. 2004, 592: 1.  引文格式1维护：显式使用等标签 (link) Elementary Particles by Joseph F. Alward, PhD, Department of Physics, University of the Pacific elementary particles, The Columbia Encyclopedia, Sixth Edition. 2001. The Review of Particle Physics （页面存档备份，存于互联网档案馆） The Review of Particle Physics 2018 （页面存档备份，存于互联网档案馆） Iwamoto, Takeaki; Ishida, Shintaro. Stable Silylenes and Their Transition Metal Complexes. Organosilicon Compounds. Elsevier. 2017: 388. ISBN 978-0-12-801981-8. doi:10.1016/b978-0-12-801981-8.00008-3.