В XX веке учеными открыто более 350 микрочастиц, среди которых выявлена большая группа крайне неустойчивых частиц с временами жизни порядка 10-22– 10 24 с, которые назвали резонансными. В зависимости от способности участвовать в разных фундаментальных взаимодействиях, а также в зависимости от принадлежности к бозонам или фермионам ВСЕ НАБЛЮДАЕМЫЕ МИКРОЧАСТИЦЫ ПОДРАЗДЕЛЯЮТСЯ на ЧЕТЫРЕ ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ.
БОЗОН (БОЗЕ – ЧАСТИЦА) – микрочастица или квазичастица с целым спином (см. ниже); система тождественных бозонов подчиняется Бозе – Эйнштейна статистике, характерная особенность которой заключается в том, что в каждом квантовом состоянии может находиться произвольное число частиц.
ФЕРМИОН (ФЕРМИ – ЧАСТИЦА) – микрочастица или квазичастица с полуцелым спином: электрон, протон, нейтрон и другие (а также кварки).
Первая группа состоит только из одной микрочастицы – фотона, который является бозоном и совсем не участвует в сильных взаимодействиях (см. Приложение 4).
Во вторую группу входят ЛЕПТОНЫ (это название происходит от греческого слова «лептос», означающего «легкий»). Лептоны также не участвуют в сильных взаимодействиях, но все они являются фермионами. Известно 12 лептонов.
Третью группу составляют МЕЗОНЫ. Как и фотон, эти частицы являются бозонами, но, в отличие от фотона, мезоны участвуют в сильных взаимодействиях.
Наконец, четвертую группу образуют БАРИОНЫ. Эти частицы также участвуют в сильных взаимодействиях, но все барионы являются фермионами. Мезонами и барионами исчерпываются все АДРОНЫ (от греческого слова ADROS – крепкий или сильный), т. е. все сильные микрочастицы.
Многочисленные опыты ученых показали, что разные микрочастицы имеют качественно разные заряды. В настоящее время известно пять зарядов – электрический q, барионный в, лептонный I, второй лептонный Г и третий лептонный I”. У всех наблюдаемых микрочастиц эти величины имеют только целочисленные значения (для электрического заряда это означает, что единицей его измерения является элементарный заряд).
В настоящее время установлено, что внутренняя структура заряда не обнаружена только у фотона и лептонов, так что эти микрочастицы пока еще претендуют на истинную элементарность (неделимость частиц). Составной характер заряда адронов уже доказан. Так, например, установлена форма распределения электрического заряда внутри нуклона, т. е. ядра атома. Большое разнообразие адронов и наличие у них внутренней структуры побудили ученых к поиску первичных элементов адронной материи. Эти поиски привели к созданию кварковой модели адронов. Ее первоначальный вариант был разработан М. Геллманом и Жд. Цвейгом в 1964 году.
