标准模型
標準模型的內容

参见：標準模型的數學表述
標準模型共61种基本粒子（见表）包含費米子及玻色子——費米子為擁有半奇数的自旋並遵守泡利不相容原理（這原理指出沒有相同的費米子能佔有同樣的量子態）的粒子；玻色子則擁有整數自旋而並不遵守泡利不相容原理。簡單來說，費米子就是組成物質的粒子而玻色子則負責傳遞各種作用力。
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
|  | 种类 | 世代 | 反粒子 | 色 | 总计 |
| 夸克 | 2 | 3 | 成对 | 3 | 36 |
| 轻子 | 2 | 3 | 成对 | 无色 | 12 |
| 胶子 | 1 | 1 | 自身 | 8 | 8 |
| W粒子 | 1 | 1 | 成对 | 无色 | 2 |
| Z粒子 | 1 | 1 | 自身 | 无色 | 1 |
| 光子 | 1 | 1 | 自身 | 无色 | 1 |
| 希格斯粒子 | 1 | 1 | 自身 | 无色 | 1 |
| 总计 | 总计 | 总计 | 总计 | 总计 | 61 |
電弱統一理論與量子色動力學在標準模型中合併為一。這些理論都是規範場論，即它們把費米子跟玻色子（即力的中介者）配對起來，以描述費米子之間的力。由於每組中介玻色子的拉格朗日函數在規範變換中都不變，所以這些中介玻色子就被稱為規範玻色子。標準模型所包含的玻色子有：
胶子 - 强相互作用的媒介粒子，自旋为1，有8种
光子 - 电磁相互作用的媒介粒子，自旋为1，只有1种
W及Z玻色子 - 弱相互作用的媒介粒子，自旋为1，有3种
希格斯粒子 - 引導規範群的自發對稱性破缺，与费米子有汤川耦合，亦是慣性質量的源頭。
實際上規範玻色子的規範變換是可以準確地利用一個稱為「規範群」的酉群去描述。強相互作用的規範群是SU(3)，而電弱作用的規範群是SU(2)×U(1)。所以標準模型亦被稱為SU(3)×SU(2)×U(1)。
在眾玻色子中，只有希格斯玻色子不是規範玻色子。而負責傳遞引力相互作用的玻色子——引力子則未能被包括在標準模型之中。
標準模型包含了十二種「味道」的費米子。組成大部份物質三種粒子：質子、中子及電子，當中只有電子是這套理論的基本粒子。質子和中子只是由更基本的夸克，受強作用力吸引而組成。以下的標準模型的基本費米子：
費米子可以分為三個「世代」。第一代包括電子、上及下夸克及電中微子。所有普通物質都是由這一代的粒子所組成；第二及第三代粒子只能在宇宙射線或是高能實驗中製造出來，而且會在短時間內衰變成第一代粒子。把這些粒子排列成三代是因為每一代的四種粒子與另一代相對應的四種粒子的性質幾乎一樣，唯一的分別就是它們的質量。例如，電子跟μ子的自旋皆為半整數而電荷同樣是-1，但μ子的質量大約是電子的二百倍。
電子與電中微子，以及在第二、三代中相對應的粒子，被統稱為輕子。夸克擁有一種叫“色”的量子性質，並且與強作用力耦合。強作用力不同於其他的作用力（弱力、電磁力、重力），會隨距離增加變得越來越強。由於強作用力的色禁閉特性，夸克永遠只會在色荷為零的組合中出現（如介子、重子），這些不同的組合被統稱為「強子」。
目前實驗中確認的強子有兩種：由三顆夸克組成的費米子，即重子（如質子及中子）；以及由夸克－反夸克對所組成的玻色子，即介子（如π介子）。而由更多夸克所組成的四夸克态、五夸克態等奇異強子，目前實驗上的結果仍有爭議。
论
编
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|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  | 基本粒子 | 基本粒子 | 基本粒子 | 基本粒子 | 基本粒子 | 基本粒子 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  | 基本粒子 | 基本粒子 | 基本粒子 | 基本粒子 | 基本粒子 | 基本粒子 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |


|  |  |  |  | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 |  |  |  |  |
|  |  |  |  | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 | 基本费米子半整数自旋符合费米-狄拉克统计 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 | 基本玻色子整数自旋符合玻色-爱因斯坦统计 |  |  |  |  |


| 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 | 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 | 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 | 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 | 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 | 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 |  |  | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 |  |  | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） |  |  | 标量玻色子自旋 = 0 | 标量玻色子自旋 = 0 | 标量玻色子自旋 = 0 | 标量玻色子自旋 = 0 | 标量玻色子自旋 = 0 | 标量玻色子自旋 = 0 |
| 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 | 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 | 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 | 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 | 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 | 夸克与反夸克自旋 = 1/2具有色荷参与强相互作用 |  |  | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 | 轻子与反轻子自旋 = 1/2无色荷電弱交互作用 |  |  | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） | 规范玻色子自旋 = 1载体粒子（英语：） |  |  | 标量玻色子自旋 = 0 | 标量玻色子自旋 = 0 | 标量玻色子自旋 = 0 | 标量玻色子自旋 = 0 | 标量玻色子自旋 = 0 | 标量玻色子自旋 = 0 |


| 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） | 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） | 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） | 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） | 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） | 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） |  |  | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） |  |  | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） |  |  | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） |
| 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） | 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） | 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） | 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） | 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） | 三代上夸克（u） 下夸克（d） 粲夸克（c） 奇夸克（s） 顶夸克（t） 底夸克（b） |  |  | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） | 三代电子（ e− ）[†]  电中微子（ ν e） μ子（ μ− ） μ中微子（ ν μ） τ子（ τ− ） τ中微子（ ν τ） |  |  | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） | 三种光子 ( γ ；电磁力） W和Z玻色子 ( W+ ,  W− ,  Z ；弱相互作用） 八类胶子 ( g ；强相互作用） |  |  | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） | 一种  希格斯玻色子（ H0 ） |
注释：

[†] 电子的反粒子（
e+
）通常被称为正电子。