水青樹

[拼音]：jiben lizi

[外文]：elementary particle

物質結構的最小單元。不同時期人們對此有不同認識。1897年J.J.湯姆孫發現了電子。20世紀初，認識到作為物質結構基本單元的原子中都含有質子和電子。1922年A.H.康普頓做X射線散射實驗，確認光子的存在。1932年C.D.安德森發現了正電子，J.查德威克發現了中子。物理學家確認原子核都是由中子和質子所組成。這時人們把中子、質子、電子、正電子和光子統稱為基本粒子。

隨著實驗技術的發展，人們發現的基本粒子愈來愈多。例如，1936年發現了 µ子，它的性質很像電子，但是比電子重；1947年發現了π 介子，它的質量介於質子和電子之間，因而得名介子；接著又發現了K介子和質量超過質子、中子的Λ超子、Σ超子、Ξ超子，並把質子、中子和超子統稱為重子；1956年發現了不帶電、自旋為啚/2、靜止質量可能為零的中微子;60年代又發現上百種壽命極短的強作用衰變的粒子，叫做共振態粒子。所有的基本粒子都有各自不同的靜止質量、電荷、自旋、平均壽命，而且都有各自的反粒子，有的粒子的反粒子就是自身，如π0、η0等。在1960～1965年，人們按自旋的不同和參與相互作用的不同，把基本粒子分成四類（表1）。

60年代中期，人們認識到幾百種強子（參與強相互作用的基本粒子，包括重子、反重子、介子）都是由 u、d、s三種夸克（層子）和ū、

、宑三種反夸克 (反層子)所構成。夸克比強子更基本，因此人們就不再把強子叫做基本粒子。而把夸克看做是基本粒子。1974年發現了J/ψ粒子，夸克增加到u、d、s、c四種（J/ψ由c、婔構成）。1977年發現

介子，夸克增加到u、d、s、c、b五種（

由b、姼構成）。根據對稱性等考慮，人們相信還有第六種夸克，稱為t夸克，1984年已在實驗上得到t夸克存在的重要跡象。夸克的自旋都是啚/2。為了解釋在重子 Ω和重子共振態 Δ+ +、Δ- 中三個相同的夸克可以處於相同的運動狀態，人們又發現了“色”量子數，例如u夸克不是一種，而是有三種，即“紅”u夸克、“綠”u 夸克、“藍”u夸克。對於d、s、c等夸克也可以依此類推。“紅”、“綠”、“藍”都是“色”量子狀態的代號，不是普通的顏色。

在輕子方面，1975年發現的 τ子，比質子還重，只是因為它不參與強相互作用，所以歸入輕子類。另外發現中微子有νe、νμ、ντ 三種，它們分別與輕子e、µ、τ相對應。

在傳遞相互作用的粒子方面，除光子傳遞電磁相互作用外，1983年又發現了理論上早就預言的傳遞弱相互作用的W+、W-、Z0，其靜止質量是質子的90～100倍，自旋是啚，叫做中間玻色子。高能實驗的三噴注現象還間接證實了傳遞強相互作用的膠子的存在，其靜止質量為0，自旋也是啚。這些傳遞相互作用的粒子統稱為媒介子。20世紀80年代所認識的基本粒子見表2、3。