基本粒子的粒子发现表
已发现61种基本粒子,详细图表分析如下:
理论上最小的基本粒子是:普朗克(尺度)粒子(直径10^-33公分),但目前尚未发现
普朗克(尺度)粒子
目前人类已经发现61种基本粒子,尚差1种重(引)粒子未发现
粒子物理学中，基本粒子（英语：elementary particle）是组成物质最基本的单位。目前在标准模型理论的架构下，已知的基本粒子可以分为费米子（包含夸克和轻子）以及玻色子（包含规范玻色子和希格斯粒子,也称传播子）。由两个或更多基本粒子所组成的则称作复合粒子(如中子、质子、和介子)。
我们日常生活中的物质由原子所组成。过去原子被认为是基本粒子，原子这个词来自古希腊语中“不可切分的”。之后，原子核被发现是由质子和中子所构成。20世纪前、中期的基本粒子是指质子、中子、电子、光子和各种介子，这是当时人类所能探测的最小粒子。随著实验和量子场论的进展，发现质子、中子、介子是由更基本的夸克和胶子所组成。同时人类也陆续发现了性质和电子类似的一系列轻子，还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些都是现代的物理学所理解的基本粒子。
基本粒子(次原子粒子),分类如下:
费米子
基本费米子分为 2类：夸克和轻子。
夸克
目前的实验显示共存在6种夸克，和他们各自的反粒子。这6种夸克又可分为3“代”。他们是
第一代：u（上夸克） d（下夸克）
第二代：s（奇异夸克） c（粲夸克）
第三代：b（底夸克） t（顶夸克）
它们的质量关系(见上图)。另外值得指出的是，他们之所以未能被早期的科学家发现，原因是夸克决不会单独存在（顶夸克例外，但是顶夸克太重了而衰变又太快，早期的实验无法制造）。他们总是成对地构成介子(见下图)，或者3个一起构成质子和中子这一类的重子(见下图)。这种现象称为夸克禁闭理论。这就是为什么早期科学家误以为介子和重子是基本粒子。
轻子
共存在6种轻子和他们各自的反粒子。其中3种是电子和与它性质相似的重电子。而这三种各有一个相伴的中微子。他们也可以分为三代：
第一代：（电子）（电中微子）
第二代：（μ子）（μ中微子）
第三代：（涛子）（τ中微子）
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玻色子
玻色子是依随玻色-爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子。
规范玻色子
这是一类在粒子之间起媒介作用、传递相互作用的粒子。之所以它们称为“规范玻色子”，是因为它们与基本粒子的理论杨-米尔斯规范场理论有很密切的关系。
自然界一共存在四种相互作用，因此也可以把规范玻色子分成四类。
引力相互作用：引力子(尚惟理论性）
电磁相互作用：光子
弱相互作用（使粒子衰变的相互作用）：W及Z玻色子，共有3种：W+,W-,Z0
强相互作用（夸克之间的相互作用）：胶子
粒子物理学已经证明电磁相互作用和弱相互作用来源于宇宙早期能量极高时的同一种相互作用，称为“弱电相互作用”。有很多粒子物理学家猜想在更早期宇宙更高能量（普朗克尺度）时很可能这四种相互作用全都是统一的，这种理论称为"万有理论"。但是目前因为加速器能够达到的能量相对普朗克尺度仍然非常的低，所以很难验证。而大统一理论目前主要的发展方向是超弦理论。
普朗克(尺度)粒子
胶子
胶子是强相互作用的媒介子，带有色与反色并由于色紧闭而从未被探测器观察到过。不过，像单个的夸克一样，它们产生强子喷注。在高能态环境下电子与正电子的对灭有时产生三个喷注：一个夸克，一个反夸克和一个胶子是最先证明胶子存在的证据。
希格斯玻色子
希格斯玻色子是一种具有质量的玻色子，没有自旋，不带电荷，非常不稳定，在生成后会立刻衰变。在标准模型预言的61种基本粒子中，希格斯玻色子是最后一种被实验证实的粒子。
图中＋－号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特（qubit）
（名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源图于比特 It from bit
量子信息研究兴盛后,此概念升华为，万物源于量子比特）
注：位元即比特
量子和粒子有什么异同
1、定义不同。量子：一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。而粒子是指能够以自由状态存在的最小物质组成部分。
2、提出时间不同。量子发现的时间早于粒子。量子最早是由德国物理学家普朗克在1900年提出的。而1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子。
3、领域范畴不同。量子是一个基本单位，粒子是一种物质。量子代表“相当数量的某物质”。而原子是组成物质的最小微粒。发现了电子、质子和中子后，许多人认为光子和它们是组成物质的“基本粒子”。
扩展资料：
以“光的量子”（光子）一定频率而延伸出的量子力学、量子光学等成为不同的专业研究领域。其基本概念为所有的有形性质是“可量子化的”。
在原子中，电子的能量可量子化。这决定了原子的稳定性和发射光谱等一般问题。绝大多数物理学家将量子力学视为了解和描述自然的基本理论。
粒子之间存在着相互作用，有强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用，其中引力相互作用非常弱，可以忽略。通过这些相互作用，产生新粒子或发生粒子衰变等粒子转化现象。
参考资料来源：百度百科-量子
参考资料来源：百度百科-粒子
关于粒子的一些性质
1）进入微观领域后，就不能再放心地使用我们在宏观世界以及经典物理中常用的关于粒子的大小、体积、形状等的概念了。尽管我们仍会时常不自觉地在微观世界里使用这些概念，但一定要认识到这些概念在量子力学里几乎是没有意义的，时而提到也不过是为了叙述方便。要尽量以全新的观念来思考问题：一个要点就是，量子力学中微粒的位置成为概率性的，粒子的体积和形状则因此变得模糊到没有什么意义的地步。因为位置都难以确定，由无数个位置确定的“粒子的边界”自然更是难以确定，而没了可明确辨认的边界，又如何界定体积与形状呢？有时粒子的大小就用它的德布罗意波长来表示，有时又把基本粒子（比如电子和夸克）看作无体积的点粒子。这种“随意性”也说明了体积及形状的概念在微观世界的无意义。尽管日常语言无法精确地描述奇异的微观世界，但我们所熟悉的语言还只有日常语言；微观世界我们从未真正的体验过，所以我们没有微观语言。目前最好的语言就是数学公式的推演了，而一切描述性的关于微观图像的说法都是似是而非的。但是既然我们不能很专业地只讨论数学，那我们还是要使用一些形象化的日常语言尽力对微观世界进行一些一鳞半爪式的描述。以下的描绘肯定不是精确的，但有一定的启发性。我通常是这样来想象一个自由的、且近期尚未与别的粒子相互作用过的微观粒子——它是一团云雾和一个点粒子的统一体，这团云雾的尺度大约就是该粒子的德布罗意波长的大小，点粒子在这团云雾的范围内（严格来说，它应遍布全空间，但超出这个云雾范围的几率很小，暂时忽略不计）忽而出现在这里、忽而又在那里冒出（某一片刻，粒子在此处向真空交出了它的全部能量从而“融化”到真空里；下一个片刻，另一处的真空又突然给出一些能量“重塑”了这个粒子），这种极快速的、随机的在不同位置的“生生灭灭、进进出出”正表现出一团云雾的样子。真实的云雾是难以说清其体积和形状的，微观粒子则更难，一般情况其实是不可能。 2）粒子的自旋是粒子固有的角动量，是其内禀的属性，每种粒子都有其固定的大小不会改变。在数值上，粒子的自旋角动量S=[s(s+1)]^(1/2)h'（其中s是自旋量子数，电子质子中子的s=1/2，光子的s=1，介子的s=0；h'=h/(2π)，h是普朗克常数）。s是整数还是半整数对粒子的统计性影响很大，著名的泡利不相容原理本质上就是s为半整数的粒子遵循费米-狄拉克统计。粒子自旋通常都会使它带有磁矩，这样它就像一块小磁铁，在有梯度的磁场中它就会受力偏转（打到接收屏上后一般都明显地分为上下两条曲线，不是连续的一片）。这应该属于间接测自旋吧。自旋不仅在大小上是固定不变的，它在空间的任意方向上的投影的大小也只能取两个固定的数值——±sh'。这两点都与宏观物体的旋转大不相同，后者的角动量不论是总的大小还是它在某方向上投影的大小都是连续可变的，而粒子则是固定的或量子化的。由于粒子没有“形状”和“大小”，其“自转线速度”和“自转角速度”都是没有意义的。粒子的自旋是除了它的三维外部空间的自由度以外的内部空间的第四个自由度，这个自由度上只有±sh'这两个分立的取值。不像空间坐标那样可以连续取值。最初是实验逼得人们认识到这一点的，后来狄拉克构建了著名的狄拉克方程，这是一个关于自由带电粒子的满足狭义相对论要求——在洛仑兹变换下不变的波动方程，它自动给出了电子的自旋及其分量的分立取值。量子力学给出的诸多结论连同量子力学本身都是匪夷所思的。玻尔曾说：“如果谁没被量子力学搞得头晕，那他就一定是不理解量子力学。”爱因斯坦说：“我思考量子力学的时间百倍于广义相对论，但依然不明白。”费曼说：“我们知道它如何计算，但不知道它为何要这样去计算，但只有这样去计算才能得出既有趣又有意义的结果。”（原话可能有出入，大意如此）来看看数学上是怎样描述自旋的！尽管看完之后仍不免糊涂，但我想那会是有一些启发作用的，若还能从中体会到数学的奇妙就更好了。量子力学认为物理系统的一切信息都已包含在确知的波函数Ψ中，为了提取其中的有用信息，量子力学把所有在它看来是有意义的物理量都“重塑”为相应的算符——一系列四则运算复数运算微分运算矩阵运算等运算规则的序列，然后将算符F作用在Ψ上，找到适当的Ψ（这样的Ψ一般都不只一个）使得：FΨ=fΨ（F是相同的情况下，满足上述关系的Ψ可有多个，每个Ψ可对应着不同的实数f；这样的Ψ称为本征函数，f称为本征值），那么，f就是F所对应的物理量在测量时可能测得的数值，测得f的概率可由与f对应的Ψ算出。（自旋的计算事例见图片，其中有涉及到“自旋为1/2的粒子是怎么能转两圈才能和不转一样”的问题。）
3）电荷可以说是物质的一种属性。电荷总是被某种粒子携带的，单独的电荷是不可想象的（日常用语中常把带有电荷的粒子就简称为电荷，但这不是电荷的严格意义，要注意区分）。什么样的粒子是携带着电荷呢？按量子场论的观点，某个微粒如果能够发出并吸收（虚）光子从而影响其他具有此类特性的微粒（同时也受后者的影响），那它就是带电粒子。电场或磁场就是带电粒子吸收又发出的一大群虚光子，它们有点儿像武侠或神怪影片或游戏里的那些人物可以自己从手掌中生出火球或闪光那样去影响对方。也有点儿类似于澳洲土著抛接的那种叫“飞去来”的飞镖。与宏观事物的类比也只能是有一点形似而已，因为从本质上看，微观世界的奇异性是全新的，是我们日常生活中从未经验过的。正因如此，连伟大的爱因斯坦也被描述微观奇异世界的量子力学困扰一生。超弦理论把所有粒子都看成是超微观层面的弦在高维空间中的不同的振动模式在微观层面的不同表现形式。也许可以这样想象：电荷实质上是物质的一种特殊的结构或特殊的运动方式，比如就是超微观层面的弦的诸多振动模式中的一种或一部分或几种的组合，这种特殊的振动模式能够引发表现为光子的另一种振动模式的形成，于是就在微观层面表现为发射虚光子，从而在宏观层面上表现出物体带电。引力是类似的，其媒介是引力子，它同样是弦的某种特殊的振动模式的外部表现。引力的“荷”是质量（亦即能量），这同样是弦的某种振动。总之，超弦理论把一切都归结为弦及其振动，由此，不仅力统一了，万物也都统一到弦上来了。当然，这个理论十分复杂，也还很不成熟。它所描绘的统一前景相当诱人，但要把具体的细节弄清楚，还有很长的路要走，甚至有可能将来会被万分遗憾地告知：此路不通！什么是力的统一呢？打个比方：一个立方体，你从一个侧面正对着看过去是一个正方形，转一个角度（这是空间转动变换）就变成了两个矩形，再转一个角度还可能是三个菱形。这三种不同平面形状如何统一起来呢？答案就是统一到一个立方体上——前者不过是后者的一个侧面。力的统一思路是相当类似的——找到一个更“高维”（不一定是真实空间的维度，可以是各种内部空间的维度）的统一体，使得各力看起来只是它的某个方面，或者等价地，找到一些变换，使得在变换过程中，一种力渐渐（或突变——分立的、离散的变化）变成了另一种力。比如电力与磁力的统一：在洛仑兹变换下，一个惯性系的静电场，在另一个惯性系看来则是大小与方向都有所改变的静电场加上一个磁场——原本没有的磁场在变换中出现了！静磁场也同样可以变换出电场来。统一的四维电磁场二阶反对称张量共16个分量，但独立分量只有6个，它们就是电场和磁场各自的3个分量。这个张量的“大小”在洛仑兹变换中保持不变，变化的是它的“方向”（因此它的各个分量会改变）。
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