目次
素粒子
ボーズ粒子(ボソン)
ゲージ粒子
相互作用(力)を媒介する。※ゲージ粒子のやり取りが力になる。
光子 | 電磁気力を媒介 |
グルーオン | 強い相互作用を媒介 |
ウィークボソン | 弱い相互作用を媒介 |
グラビトン(重力子) | 重力を媒介、未発見 |
スカラー粒子(スピン0)
ヒッグス粒子 …… 質量を作る。
フェルミ粒子(フェルミオン)
クオーク
強い相互作用する。それぞれ反粒子がある。
電荷 | 第1世代 | 第2世代 | 第3世代 |
$\displaystyle\frac{2}{3}$ | アップクオーク($u$) | チャームクォーク($c$) | トップクォーク($t$) |
$-\displaystyle\frac{1}{3}$ | ダウンクオーク($d$) | ストレンジクォーク($s$) | ボトムクォーク($b$) |
レプトン
強い相互作用しない。
電荷 | 第1世代 | 第2世代 | 第3世代 |
$-1$ | 電子 | ミュー粒子 | タウ粒子 |
$0$ | 電子ニュートリノ | ミューニュートリノ | タウニュートリノ |
ハドロン
クオーク(反クオークも含む)とグルーオン。素粒子ではない。
バリオン
クオーク3つ。フェルミオンになる。陽子や中性子などがこれにあたる。
中間子
クオークと反クオーク。ボソンになる。
4つの力
我々の世界には究極的には「重力」、「電磁気力」、「強い力」、「弱い力」の四つの力しかありません。
しかし、宇宙誕生したときにはこの4つの力は分かれていなかったと言われています。ということはもともと1つだった力が4つに分類したということなら4つの力を一つの理論で構築できるはずです。(現在未完成)
よって現在、物理学の主な目標にこれらの力を説明、記述する理論を統一することがあります。
「電磁気力と弱い力」は統一されています(ワインバーグ=サラム理論)
これに「強い力」を合わせた理論(大統一理論)や「4つの力全ての統一(超大統一理論)」が次の目標になっている。
詳細
力は粒子のやりとりによって発生するが、このとき力を媒介する粒子をゲージ粒子とよぶ。
重力 | 電磁気力 | 強い力 | 弱い力 | |
媒介粒子 | グラビトン | 光子 | グルーオン | ウィークボソン |
到達距離 | 無限大 | 無限大 | \(10^{-15} m\) | \(10^{-18} m\) |