构成世界的17种粒子
根据标准模型，所有物质都由6种夸克和6种轻子构成。质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子由一个上夸克和两个下夸克组成，而绕原子运动的电子属于轻子。夸克和轻子按质量分为三“代”，日常物质几乎全部由第一代粒子构成。再加上传递相互作用的4种规范玻色子，以及赋予其他粒子质量的希格斯玻色子，共17种。每种粒子还有电荷相反的反粒子。
| 类别 | 粒子 | 说明 |
|---|---|---|
| 夸克（6） | 上、下、粲、奇、顶、底 | 参与强相互作用，构成质子和中子 |
| 轻子（6） | 电子、μ子、τ子及三种中微子 | 不参与强相互作用 |
| 规范玻色子（4） | 光子、胶子、W玻色子、Z玻色子 | 分别传递电磁力、强力、弱力 |
| 标量玻色子（1） | 希格斯玻色子 | 2012年在CERN发现 |
理论如何建立
1961年谢尔登·格拉肖，1967年史蒂文·温伯格和阿卜杜勒·萨拉姆，把电磁力与导致放射性衰变的弱力统一为“电弱理论”。1964年，默里·盖尔曼和乔治·茨威格用少数几种夸克的组合解释了数百种强子；1973年，戴维·格罗斯、弗兰克·维尔切克和戴维·波利策完成了描述束缚夸克的强力理论——量子色动力学。此后，W和Z玻色子于1983年、顶夸克于1995年、τ中微子于2000年相继被发现；2012年，欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机找到了最后一块拼图——希格斯玻色子。标准模型对电子磁矩的预测精确到小数点后十位以上，是科学史上检验最精确的理论之一。
标准模型的局限
尽管如此，标准模型并非“终极理论”。它没有纳入四种基本相互作用中的引力，因而与解释引力波和黑洞的广义相对论各自独立。它也没有对应暗物质的粒子——暗物质约占宇宙物质的85%，同样没有解释推动宇宙加速膨胀的暗能量。原始模型中中微子质量为零，但1998年日本超级神冈探测器证明它们具有极小的质量，这一点需要另行补充；它也无法充分说明大爆炸后为何物质比反物质剩下得多。物理学家正通过超对称、大统一理论和弦理论等探索更深层的理论。
常见问题
- “模型”二字是否意味着它还未被证实？
- 不是。这只是历史沿用的名称，它已被大量实验以极高精度验证。只是因为无法解释引力和暗物质，才被看作更大理论的一部分。
- 标准模型的粒子真的只有17种吗？
- 若把反粒子和夸克、胶子的“色”分开计算会更多，但按种类分是夸克6种、轻子6种、规范玻色子4种、希格斯1种，共17种。
来源核查日期：2026-10-26
参考文献
- Glashow, S. L. (1961). Partial-symmetries of weak interactions. Nuclear Physics, 22(4), 579–588.
- Weinberg, S. (1967). A model of leptons. Physical Review Letters, 19(21), 1264–1266.
- Gell-Mann, M. (1964). A schematic model of baryons and mesons. Physics Letters, 8(3), 214–215.
- Particle Data Group. (2024). Review of Particle Physics. Physical Review D, 110, 030001.