8. 素粒子表

1. ゲージボソン:相互作用を媒介する素粒子

粒子名 記号
粒子(反粒子)
スピン 質量[GeV] 平均寿命[s] 媒介する相互作用
光子 γ(γ) 1 0 安定 電磁相互作用
Wボソン W(W- 1 80.22±0.26 (3.12±0.06)×10-25 弱い相互作用
Zボソン Z0(Z0 1 91.187±0.007 (2.656±0.002)×10-25 弱い相互作用
グルーオン g(g) 1 0 - 強い相互作用

2. レプトンとクォーク:物質を構成する素粒子

世代 粒子名 記号
粒子(反粒子)
電荷 スピン 質量[Mev] 平均寿命[s]
レプトン 第一 電子ニュートリノ \(ν_{e}(\overline{ν}_{e})\) 0 1/2 \(5.1×10^{-6}(=5.1eV)\) 安定
電子 \(e^{-}(e^{+})\) -1(+1) 1/2 0.51099906±0.00000015 安定
第二 ミューニュートリノ \(ν_{μ}(\overline{ν}_{μ})\) 0 1/2 \(<0.27\) 安定
ミュー粒子 \(μ^{-}(μ^{+})\) -1(+1) 1/2 105.658389±0.000034 \((2.19703±0.00004)×10^{-6}\)
第三 タウニュートリノ \(ν_{τ}(\overline{ν}_{τ})\) 0 1/2 \(<31\) 安定
タウ粒子 \(τ^{-}(τ^{+})\) -1(+1) 1/2 \(1777.1^{+0.4}_{-0.5}\) \((295.6±3.1)×10^{−15}\)
クォーク 第一 アップクォーク \(u(\overline{u})\) +2/3(-2/3) 1/2 2〜8 単独では存在しない
ダウンクォーク \(d(\overline{d})\) -1/3(+1/3) 1/2 5〜15
第二 チャームクォーク \(c(\overline{c})\) +2/3(-2/3) 1/2 \(1.0×10^{3}〜1.6×10^{3}\)
ストレンジクォーク \(s(\overline{s})\) -1/3(+1/3) 1/2 100〜300
第三 トップクォーク t(t-) +2/3(-2/3) 1/2 \((176±8±10)×10^{3*}\)
ボトムクォーク \(b(\overline{b})\) -1/3(+1/3) 1/2 \(4.1×10^{3}〜4.5×10^{3}\)

*±8:統計誤差, ±10:統計誤差.

3. ハドロン(メソンとバリオン):クォークの複合粒子

粒子名 記号粒子(反粒子) スピン 質量[MeV] 平均寿命[S] 構成(クォークの組合せ)
メソン パイ中間子 \(π^{+}(π^{-})\) 0 139.56995±0.00035 \((2.6030±0.0024)×10^{-8}\) \(u\overline{d}\)
\(π^{0}(π^{0})\) 0 134.9764±0.0006 \((8.4±0.6)×10^{-17}\) \(1/\sqrt{2}(u\overline{u}-d\overline{d})\)
イータ中間子 \(η(η)\) 0 547.45±0.19 \((5.14±0.28)×10^{-19}\) \(c_{1}(u\overline{u}+d\overline{d})+c_{2}s\overline{s}^*\)
ケイ中間子 \(K^{+}(K^{-})\) 0 493.677±0.016 \((1.2371±0.0029)×10^{-8}\) \(u\overline{s}\)
\(K^{0}(\overline{K^0})\) 0 497.672±0.031 \(K^{0}_{S}:(0.8926±0.0012)×10^{-10}\)
\(K^{0}_{L}:(5.17±0.04)×10^{-8}\)
\(d\overline{s}\)
バリオン 陽子 \(p(\overline{p})\) 1/2 938.27231±0.00028 安定 uud
中性子 \(n(\overline{n})\) 1/2 939.56563±0.00028 887.0±2.0 udd
ラムダ粒子 \(Λ(\overline{Λ})\) 1/2 1115.684±0.006 (2.632±0.020)×10^{-10} uds
シグマ粒子 \(Σ^{+}(\overline{Σ}^{-})\) 1/2 1189.37±0.07 \((0.799±0.004)×10^{-10}\) uus
\(Σ^{0}(\overline{Σ^0})\) 1/2 1192.55±0.08 \((7.4±0.7)×10^{-20}\) uds
\(Σ^{-}(\overline{Σ^+})\) 1/2 1197.436±0.033 \((1.479±0.011)×10^{-10}\) dds
グザイ粒子 \(Ξ^{0}(\overline{Ξ^0})\) 1/2 1314.9±0.6 \((2.90±0.09)×10^{-10}\) uss
\(Ξ^{-}(\overline{Ξ^+})\) 1/2 1321.32±0.13 \((1.639±0.015)×10^{-10}\) dss
オメガ粒子 \(Ω^{-}(\overline{Ω^+})\) 3/2 1672.45±0.29 \((0.822±0.012)×10^{-10}\) sss

*:\(c_{1},c_{2}\):構成係数. 粒子により異なる.

上記以外にも多数のハドロンが発見されている. 詳しくは、Particle Data GroupによるReview of Particle Propertiesを参照のこと.