我們可以把這些粒子歸入一個有序體系，并用下列的參數來區分它們：電荷、總自旋（也就是量子機械性本征旋轉）以及受到強相互作用的影響。

自旋為1/2，不參與強相互作用。一共有六種輕子，三種帶電荷，另外三種不帶電荷。

三種帶電荷的輕子分别為：

電子（标記為e），能量為0.511 MeV, 穩定；

μ子（标記為μ），能量為160 MeV，不穩定；

τ子（标記為τ），能量為1777 MeV，不穩定；

剩下三種不帶電荷的輕子，即中微子，幾乎是無質量的。這三種中微子與前面提到的電子、μ子和τ子對應，分别是電子中微子（縮寫為ν_e），μ子中微子（縮寫為ν_μ）和τ子中微子（縮寫為ν_τ）。

上述的每一種輕子，存在與之對應的反粒子。需要注意的是，反粒子和中微子也不是完全相同的。

根據現有的物理學知識，這六種輕子是構成物質的基本組元。

電子中微子隻能通過弱相互作用力轉變成電子，反之亦然，但電子中微子或電子絕不會變成μ子或者τ子。同樣的規則也适用于μ子或者τ子。

這些粒子受到強相互作用（強核作用力）。自然界存在着許多種強子，盡管這些強子的帶電量和自旋值不盡相同，但都滿足兩條規律：帶電量為整數且是元電荷的 -2 ~ 2 倍；半數自旋值和整數自旋值在0 ~ 3/2 之間。那些擁有整數自旋值（0或1）的強子叫做介子，而那些擁有半數自旋值（1/2或3/2）的強子叫做重子，後者包括質子和中子。

讓我們列舉一些能表明強子内部結構的事實。

自然界存在許多種不同的強子。對于一些強子而言，例如質子、中子或帶電的介子，它們的粒徑可以有一定程度的擴張，大約在0.5 ~ 1 費米【1費米 = 10^^-15米】。值得注意的是，質量相近的強子一次又一次地成群出現。

基于上述和其它的事實，Gell-Mann, Zweig和其他學者于1964年提出這樣的假說：所有的強子都僅由少數幾種基本單元組合而成，即所謂的誇克。質子由兩個上誇克（帶電荷為 2/3）和一個下誇克（帶電荷為-1/3）組成。

直到現在，人們還沒能在任何檢測器中觀測到任意一個自由活動的誇克，現在人們也這是不可能的。但是，強子中的誇克還是可以通過一些方法被具體的檢測到，比如高能電子轟炸（此方法類似于盧瑟福所做的散射實驗，據此他證明了原子内部原子核的存在）。

那一共有多少種作為基本單元的誇克呢？最開始，人們認為隻有兩種，即上誇克和下誇克（分别用字母u和d來代表）。上誇克和下誇克可以組成質子（uud，即兩個上誇克和一個下誇克）和中子（udd，即一個上誇克和兩個下誇克）。然而，随着研究的深入，人們發現了四種新的誇克，它們分别被稱為奇誇克、粲誇克、底誇克和頂誇克（分别用s，c，b，t來代表）。這其中最重的誇克是頂誇克，直到1995年才被檢測到。值得注意的是，這六種誇克可以類比輕子來進行排列。

人們用上、下、奇、粲、底、頂的方式來命名誇克。每個上誇克擁有 2/3的電荷（相應的反誇克則擁有-2/3的電荷），下誇克則擁有-1/3的電荷（相應的反誇克則擁有 1/3的電荷）。即使每個誇克擁有的電荷數是1/3的整數倍，但迄今所知的所有強子都擁有整數倍的電荷。人們發現所有的重子都由三個誇克或反誇克組成，而所有的介子都僅由一個誇克和反誇克組成。故而，強子所帶電荷數必然是整數。

如果要測定一個誇克的質量，必須要保證這個誇克可以無拘束地活動，但是固有的局限是，自然界不存在可以自由活動的誇克。相應的，人們提出兩種方法，在某種程度上表征誇克的質量。第一種方法是，忽略誇克之間的結合能，并假設一個強子的總質量等于其所含誇克質量的總和。例如，如果上誇克和下誇克的質量都被估計為320MeV/c^²，據此，算出的質子（誇克組合uud）和中子（誇克組合udd）的質量可以符合測量值。這種方法測算得到的誇克質量，被稱之為“組分誇克質量”。

另外，我們可以用簡單模型（如，非相對論誇克模型）來粗略估計誇克之間的作用力。這種模型假設作用力是恒定的，無論誇克間的距離有多大，換言之作用力與距離長短無關。基于這種模型的假設，誇克永遠不能脫離相互作用，成為自由運動的粒子，這符合了前述的誇克運動的限制條件。

現在，我們來看看第二種定義誇克質量的方法。強相互作用力将誇克結合在一起，形成強子。強相互作用力的一種性質是，漸進自由性，即：随着距離的縮短，誇克的有效色荷會減弱。據此，可行的辦法是，用電子來撞擊誇克，依據量子場理論來近似誇克的運動軌迹（至少在初始階段的軌迹），最後确定誇克的近似質量。通過這種方法得到的誇克質量，稱之為“流誇克質量”。

在這六種誇克中，頂誇克有着特殊的地位。它的質量很大，故而衰變速率很快，壽命極短。它甚至來不及形成強子就衰變了。

總體來說，流誇克質量比組分誇克質量要小。對于三種輕質量的誇克，上誇克、下誇克和奇誇克，兩種質量之間的差值約為300 MeV/c^²。打個比方，組分誇克可以被看作是一個帶殼的流誇克，這個殼的質量在300 MeV/c^²到500 MeV/c^²之間。

隻有那些帶色荷的粒子，更準确地說，帶有不為0的色荷向量的粒子，才會受到強相互作用的影響。

強相互作用力作用于帶色荷粒子，依靠的是膠子的傳遞。

膠子最早于1979年在德國漢堡的德國電子同步加速器研究所（DESY）的正電子-電子串聯環加速器（PETRA）被觀測到。自然界一共存在八種不同的膠子，每一種膠子帶有不同的色荷組合。六種膠子各擁有兩種色荷，剩下的兩種膠子分别擁有四種和六種色荷。

強相互作用不僅将誇克結合在一起形成質子和中子，還作用于原子核内的質子和中子之間（即核能），并且還存在于放射性衰變中。

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