標準模型における素粒子17種類と一つ
前回、「もしかしたら、例えば中性子の、平均寿命と半減期の数字の違い、とかかもしれない」と述べましたが、中性子の崩壊はβ崩壊なため、弱い力のところで話すべきかと思い、中止しました。
悪しからず。
標準模型における素粒子は17種類ある。
クォークが三世代６つ。
レプトンが三世代６つ。
力の媒介粒子が４つ。
そして質量を付加するヒッグス粒子が１つ。
具体的に。強い相互作用をするフェルミオンのクォーク。
クォークの第一世代。アップクォークとダウンクォーク。記号はuとd。
第二世代がチャームクォークとストレンジクォーク。cとs。
第三世代がトップクォークとボトムクォーク。tとb。
強い相互作用をしないフェルミオンのレプトン。
レプトンの第一世代は電子と電子・ニュートリノ。eとν_e。
第二世代はミュー粒子とミュー・ニュートリノ。μとν_μ。
第三世代はタウ粒子とタウ・ニュートリノ。τとν_τ。
力を媒介する粒子、ボソン。
強い力のグルーオン。記号はg。
電磁気力の光子。γ。
弱い力のウィークボソンの荷電と中性。Ｗ とＺ 。
スピン０のスカラー粒子である、ヒッグス粒子はＨ。
気付いたかもしれませんが、この中に重力子が存在していません。
ゲージ粒子と見做されていないためです。
スピンは２とされています。
区別を変えると、フェルミオンは強い相互作用をするクォークと強い相互作用をしないレプトンに分けられる。
上系列のクォークはアップ、チャーム、トップ。＋２/３の電荷。
下系列のクォークはダウン、ストレンジ、ボトム。－１/３の電荷。
荷電レプトンは電子、ミューオン、タウオン。
中性レプトンは対応する荷電レプトンのニュートリノの３つ。
電子と陽電子の関係のように粒子・反粒子の関係も存在する。
フェルミオンはそれで倍増。
ただしボソンは荷電ウィークボソンがそれぞれが粒子・反粒子で、それ以外は自分自身が反粒子となるため変化しない。
他の区別として右手型と左手型がある。
左右に違いがないならば、考える必要はない。
弱い力にてＣＰ対称性の破れがあるため、ニュートリノにおいて相互作用が違ってくる。
標準模型において左手型は電弱相互作用のウィークアイソスピンを持つ。
右手型は持たない。
左手型クォークと左手型レプトン。６と６で１２。
右手型クォーク、右手型荷電レプトン。６と３で９。
これで世代と呼ばれるグループを構成する。フレーバーともいう。
つまり標準模型には右手型のニュートリノは存在しない。
あれば、それは強い力と作用しないレプトンで、電荷がないために電磁気力は働かない。しかも弱い力が効かないのだ。あとは重力しか伝わらない。発見は困難だろう。
スピンがあるため、ボソンも右手型左手型が存在するが、ヒッグス粒子はスカラーであるため左右の区別は存在しない。
数を増やしても意味はないので、弱い力の影響だけなので、やはり素粒子は17種類、それと重力子の一つ、合わせて18種類としておいた方がよいのでしょう。
標準模型は、三世代のクォークとレプトンが存在する。 小林・益川理論によると、フェルミオンの混合によりＣＰ対称性が破れる為には三世代以上のフェルミオンが必要とされているそうだ。
