3.6.2.2 Лептони

Хоча лептони можуть мати електричний заряд, а можуть і не мати, спін у них у всіх дорівнює 1/2. Серед лептонів найбільш відомий електрон. Електрон - це перша з відкритих елементарних частинок. Як і всі інші лептони, електрон, очевидно, є елементарним (у власному розумінні цього слова) об'єктом, тобто він не складається з якихось інших частинок.

Інший.добре відомий лептон — нейтрино. Нейтрино є найбільш розповсюдженими частинками у Всесвіті. Всесвіт можна уявити безкрайнім нейтринним морем, у якому зрідка зустрічаються острови у вигляді атомів. Але незважаючи на таку поширеність нейтрино, вивчати їх дуже складно: нейтрино майже невловимі. Не беручи участь ні в сильній, ні в електромагнітній взаємодіях, вони проникають через речовину, начебто її взагалі немає. Нейтрино — це якісь "примари" фізичного світу.

Досить поширеними в природі є мюони, на частку яких припадає значна частина космічного випромінювання. Мюон — одна з перших відомих нестабільних субатомних частинок, відкрита в 1936 р. У всіх відношеннях мюон нагадує електрон: має той же заряд і спін, бере участь у тих же взаємодіях, але має велику масу й нестабільний. Приблизно за дві мільйонні частки секунди мюон розпадається на електрон і два нейтрино. Наприкінці 70-х pp. було виявлено третій заряджений лептон, який одержав назву "тау-лептона". Це дуже важка частинка. її маса близько 3500 мас електрона, але у всьому іншому він поводиться подібно електрону й мюону.

Значно розширився список лептонів у 60-х pp. Було встановлено, що існує кілька типів нейтрино: електронне нейтрино, мюонне нейтрино і тау-нейтрино. Таким чином, загальна кількість різновидів нейтрино дорівнює трьом, а загальне число лептонів — шести. Зрозуміло, у кожного лептона є своя античастинка; таким чином, загальна кількість різних лептонів дорівнює дванадцяти. Нейтральні лептони беруть участь тільки в слабкій взаємодії; заряджені — у слабкій та електромагнітній (див. таблицю)

3.6.2.3 Адрони

Якщо лептонів дванадцять, то адронів сотні; і переважна більшість з них — резонанси, тобто вкрай нестабільні частинки. Той факт, що адронів існують сотні, наводить на думку, що адрони — не елементарні частинки, а складаються з більш дрібних частинок. Всі адрони зустрічаються у двох різновидах — електрично заряджені й нейтральні. Найбільш відомі й поширені такі адрони, як нейтрон і протон. Інші адрони мають дуже нетривалий час існування і швидко розпадаються. Це клас баріонів (важкі частинки гіперони й баріонні резонанси) і велике сімейство мезонів (мезонні резонанси). Адрони беруть участь у сильній, слабкій та електромагнітній взаємодіях.

Існування й властивості більшості відомих адронів було встановлено в дослідах на прискорювачах. Відкриття безлічі різноманітних адронів у 50—60-х pp. украй спантеличило фізиків. Але згодом частинки вдалося класифікувати за масою, зарядом і спіном. Поступово стала вибудовуватися більш-менш чітка картина. З'явилися конкретні ідеї про те, як систематизувати хаос емпіричних даних, розкрити таємницю адронів у цілісній науковій теорії. Вирішальний крок було зроблено в 1963 p., коли було створено кваркову модель адронів.