代 (粒子物理学)

物质的代
种类	第一代	第二代	第三代
夸克
上型	u夸克	c夸克	t夸克
下型	d夸克	s夸克	b夸克
轻子
带电	电子	μ子	τ子
中性	电中微子	μ中微子	τ中微子

在粒子物理学中，代或世代（英语：Generation）是基本粒子的一种分类。各代粒子之间的相异之处仅为味量子数及质量，但它们所涉及到的相互作用种类都是一样的。

根据粒子物理学的标准模型，基本费米子共有三代。每一代有两种轻子及两种夸克。两种轻子可分成带电荷-1的（像电子）及中性的（中微子）；而两种夸克则可分成带电荷−1⁄3的（下型）及带电荷+2⁄3 的（上型）。

概要

后一代粒子的质量要比前一代的要大，但是中微子可能是例外（它们的质量非零，但却小得很，故现时还未有准确地测量出它们的质量）。比方说，第一代的电子质量只有6999511000000000000♠0.511 MeV/c²，而第二代的μ子质量为7002106000000000000♠106 MeV/c²，第三代的τ子质量则为7003177700000000000♠1777 MeV/c²（几乎是质子质量的两倍）。质量级列使得较后代的粒子会衰变至第一代的粒子，因此日常的物质（原子）都是由第一代粒子所组成的。电子在原子核的周围，而核则由质子及中子构成，它们则是由上及d夸克所组成。第二及第三代的带电基本粒子，并不会在一般的物质中出现，而只会在极高能量的环境下出现，例如宇宙射线或粒子加速器。代这一个词最早是由哈伊姆·哈拉里（英语：Haim Harari）(Haim Harari)使用，并于1976年的法国勒斯乌舍(Les Houches)物理夏令营中正式提出^[1] ^[2]。

所有代的中微子都在宇宙间飘流着，但都很少会与一般物质产生相互作用^[3]。科学家们希望，透过深入研究轻子各代间关系，可以有助于解释基本粒子的质量比，以及在量子角度为质量本质之谜提供线索^[4]。

第四代

至于第四代或更后代的粒子，科学家们认为是不太可能会存在的。有些反对第四代粒子存在可能的论证，是基于额外代的存在，会为精准的电弱可观测量带来微小的修正值；而测量结果对这些修正值的存在很不利。而且，CERN的大型电子正子对撞机所量度的Z玻色子宽度，已经排除了有“轻”中微子（即质量小于7001450000000000000♠45 GeV/c²)）的第四代模型^[5] 。然而，高能对撞机对第四代粒子的搜索仍然持续中，但到目前为止仍未观测到任何第四代存在的证据^[6]^[7]。在这些搜索中，第四代粒子的标记为第三代的符号外加一个撇号（例如：b′ 及t′）。

参考资料

^ Harari, H. Beyond charm. Balian, R.; Llewellyn-Smith, C.H. (编). Weak and Electromagnetic Interactions at High Energy, Les Houches, France, Jul 5- Aug 14, 1976. Les Houches Summer School Proceedings 29. North-Holland. 1977: 613 [2012-02-19]. （原始内容存档于2012-12-12）.
^ Harari H. Three generations of quarks and leptons (PDF). E. van Goeler, Weinstein R. (eds.) (编). Proceedings of the XII Rencontre de Moriond: 170. 1977. SLAC-PUB-1974. ^{[永久失效链接]}
^ Experiment confirms famous physics model (新闻稿). MIT News Office. 18 April 2007 [2012-02-19]. （原始内容存档于2013-07-05）.
^ M.H. Mac Gregor. A 'Muon Mass Tree' with α-quantized Lepton, Quark, and Hadron Masses. 2006. arXiv:hep-ph/0607233  |class=被忽略 (帮助).
^ D. Decamp et al. (ALEPH collaboration). Determination of the number of light neutrino species. Physics Letters B. 1989, 231 (4): 519. Bibcode:1989PhLB..231..519D. doi:10.1016/0370-2693(89)90704-1.
^ C. Amsler et al. (Particle Data Group). Review of Particle Physics: b′ (4th Generation) Quarks, Searches for (PDF). Physics Letters B. 2008, 667 (1): 1–1340 [2012-02-19]. Bibcode:2008PhLB..667....1P. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. （原始内容存档 (PDF)于2018-12-21）.
^ C. Amsler et al. (Particle Data Group). Review of Particle Physics: t′ (4th Generation) Quarks, Searches for (PDF). Physics Letters B. 2008, 667 (1): 1–1340 [2012-02-19]. Bibcode:2008PhLB..667....1P. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. （原始内容存档 (PDF)于2018-12-21）.

[1] Harari, H. Beyond charm. Balian, R.; Llewellyn-Smith, C.H. (编). Weak and Electromagnetic Interactions at High Energy, Les Houches, France, Jul 5- Aug 14, 1976. Les Houches Summer School Proceedings 29. North-Holland. 1977: 613 [2012-02-19]. （原始内容存档于2012-12-12）.

[2] Harari H. Three generations of quarks and leptons (PDF). E. van Goeler, Weinstein R. (eds.) (编). Proceedings of the XII Rencontre de Moriond: 170. 1977. SLAC-PUB-1974. ^{[永久失效链接]}

[3] Experiment confirms famous physics model (新闻稿). MIT News Office. 18 April 2007 [2012-02-19]. （原始内容存档于2013-07-05）.

[MacGregor-4] M.H. Mac Gregor. A 'Muon Mass Tree' with α-quantized Lepton, Quark, and Hadron Masses. 2006. arXiv:hep-ph/0607233  |class=被忽略 (帮助).

[5] D. Decamp et al. (ALEPH collaboration). Determination of the number of light neutrino species. Physics Letters B. 1989, 231 (4): 519. Bibcode:1989PhLB..231..519D. doi:10.1016/0370-2693(89)90704-1.

[6] C. Amsler et al. (Particle Data Group). Review of Particle Physics: b′ (4th Generation) Quarks, Searches for (PDF). Physics Letters B. 2008, 667 (1): 1–1340 [2012-02-19]. Bibcode:2008PhLB..667....1P. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. （原始内容存档 (PDF)于2018-12-21）.

[7] C. Amsler et al. (Particle Data Group). Review of Particle Physics: t′ (4th Generation) Quarks, Searches for (PDF). Physics Letters B. 2008, 667 (1): 1–1340 [2012-02-19]. Bibcode:2008PhLB..667....1P. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. （原始内容存档 (PDF)于2018-12-21）.

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