基本的な物質粒子

電子の仲間のレプトン族とクォークの仲間のクォーク族が基本的な物質粒子だと考えられている。クォークとレプトンには質量以外の性質が等しい3世代がある。

第1世代のレプトンは、電子(e)と電子ニュートリノ(νe)、クォークは、アップクォーク(u)とダウンクォーク(d)からなる。第2世代のレプトンは、ミュー粒子(μ)とミューニュートリノ(νμ)、クォークは、チャームクォーク(c)とストレンジクォーク(s)であり、第3世代のレプトンは、タウ粒子(τ)とタウニュートリノ(ντ)、クォークは、トップクォーク(t)とボトムクォーク(b)である。

これらの基本的な物質粒子には、今のところ内部構造は見えていない。大雑把に言って、世代番号が大きい方が質量が大きい。例えばタウ粒子の質量は陽子の2倍近く、ボトムクォークは5倍程度だが、トップクォークは圧倒的に重く、陽子の180倍程度。この世代間の大きな質量差は何故なのか、何故3世代あるのか、世代の数は3で終わりなのか、第4世代はあるのかないのか、大いなる謎だ。

各世代の中で粒子が対をなすこと、クォークとレプトンの対応など、神秘的な秩序(対称性)がある(何か深い訳があるに違いない!)。