هادرون – باريون – بوزون – فرميون – لپتون – بوزون هاي شاخص – گلوئن – نوترينوها – موئون – مزون– كوارك – پيون و ....دراین دو جدول می توان تقسیم بندی ذرات را مشاهده کرد.
هیپرون( (Hyperon:
اساسا 4 نوع هیپرون وجود دارد: 1) هیپرون لاند 2) هیپرون سیگما 3)هیپرون کسی 4) هیپرون امگا
هادرون ها (Hadrons):
تحقیقاتی که با شتابدهنده ها یی بزرگ انجام شده اند بطور قوی به دانش ذرات بنیادی کمک کرده اند قبل از همه اشاره ها به بزرگترین خانواده ذرات هادرون ها یعنی ذرات شرکت کننده در برهمکنش های قوی هسته ای است ، اشاره می کنیم ذرات زيراتمي اي هستند كه از فرميون هايي چون كوارك و آنتي كوارك و بوزون هايي چون گلوئن تشكيل شده اند. اين ذرات نيروي قوي هسته اي اعمال مي كنند. هادرون ها مانند ديگر ذرات داراي عدد كوانتومي هستند.اين ذرات ممكن است در دما يا فشار بسيار پايين خودبه خود از بين بروند.. در حال حاضر چند صد از این گونه ذرات از جمله باریون ها و پاد باریون ها و مزون ها شناخته شده اند.بیشتر این ذرات در نتیجه اندرکنش ها قوی هسته ای به هادرون های دیگر وامی پاشند آنها عمر کوتاهی دارند که در فرایند های هسته ای معمول چنین زمانی ( ثانیه [SUP]23-[/SUP]10) را نمی توان مستقیما اندازه گرفت.اما هادرون هایی با عمر [SUP]13-[/SUP]10 تا [SUP]8-[/SUP]10 ثانیه نیز وجود دارند. برد واپاشی این ذرات با عمر دراز اندرکش های ضعیف ما کم هستند.
اصول بنیادی این مدل را می توان به شرح زیر فرمول بندی کرد:
1) هادرون ها را به معنای درست کلمه نمی توان جز ذرات بنیادی به شمار آورد آنها ساختار درونی پیچیده ای دارند و مانند هسته های اتمی دستگاه های مقید و متشکل از ذرات به راستی بنیادی یا اساسی اند. عناصر اصلی ساختارهادرون ها کوارک نام دارد .
2) نظام هادرونی امکان می دهد که اظهار کنیم کلیه باریونهای شناخته شده از سه کوارک و پاد باریونها از سه پاد کوارک تشکیل شده اند. در حالی که تمام مزون ها از یک کوارک و یک پاد کوارک تشکیل شده است .
لپتون(Lepton):
لپتونهای متنوعی کشف شدهاند که آنها براساس خواص فیزیکی و کوانتومی ویژه خود «جرم ، بار ، اسپین و غیره) به صورت زیر تقسیم بندی می شوند :
لپتون ها ی گروه الکترون(e)اینها خود به دو دسته اند: 1)الکترون 2)نوترینوی الکترون
لپتون های موئون.این نیز به نوبه ی خود به دو دسته تشکیل می شوند:
موئون (2 نوترینو موئون (1
اینها هم به دو دسته تقسیم می شوند: 1)لپتون های تو منفی 2)نوترینو تو(T) لپتون های تو
باريون (Baryon):
ذراتي هستند كه از كوارك تشكيل شده اند. ذرات سنگین را باریون می نامند
براي مثال پروتون از دو كوارك بالا (u) و يك كوارك پايين (d) تشكيل شده و يا نوترون از دو كوارك پايين و يك كوارك بالا تشكيل شده.انواع باريون طبق مدل استاندارد (SM) به صورت زير است:
بوزون- بوزون هاي شاخص- گلوئن -بوزون هاي W&Z—نوترينو- موئون- مزون- پيون- كوارك ها
بوزون (Boson):
در فیزیک ذرات برهمکنش های ضعیف هسته ای نیز نقش مهمی ایفا می کنند اینها تنها اندرکشی هستند که می توانند شخصیت ذرات پایه را عوض کنند. و ضمن پیروی از قوانین بقای بارهای لپتونی و باریونی موجب تبدیل های متقابل آنها شود. این ذرات داري اسپين صحيح هستند. اكثر بوزون ها مي توانند تركيبي باشند اما گروه بوزون هاي شاخص (Gauge Bosons) از نوع تركيبي نيستند. در مدل استاندارد بوزون ها ذراتي براي انتقال نيرو هستند كه شامل فوتون ها (انتقال دهنده ي الكترومغناطيس) و گراويتون (انتقال دهنده ي گرانش) نيز مي شوند.اتم ها نيز مي توانند بوزون باشند. براي مثال هليم – 4 يك بوزون با اسپين گويا است.در كل تفاوت زيادي بين استاتيك فرميوني (اسپين نيمه صحيح) و بوزوني وجود ندارد مگر در مورد اجرام با چگالي بالا كه اين مورد نيز پيرو استاتيك ماكسول – بولتزمن مي باشد. بر همين مبنا هم بوزون ها و هم فرميون ها ذراتي كلاسيك شناخته مي شوند. ساز و کار نیروهای برهمکنش ضعیف هسته ای مدتهای مدید نظر پژوهشگران را بسوی خود جلب کرده بود. فرضیه ای مطرح شده است که مطابق آن این نیروها از تعادل نوع خاصی کوانتوم های میدان نیروی برهمکنش ضعیف هسته ای به نام بوزون ها ی میانی ناشی می شود.
بوزون هاي شاخص (Gauge Bosons):
ذرات بوزوني مي باشند كه حامل نيروهاي بنيادين طبيعت مي باشند. بوزون هاي شاخص خود 3 دسته اند: فوتون ها – بوزون W&Z (بوزون هايي كه بدون بار الكتريكي هستند را با Z نشان مي دهيم و آن دسته اي را نيروهاي ضعيف هسته اي دارند با W نشان مي دهيم) و گلوئن ها.
بوزون هاي W&Z:
جرم بوزون هاي Z در حدود 91.1876 (GeV/C[SUP]2[/SUP]) و نوع W آن 80.403 (GeV/C[SUP]2[/SUP]) مي باشد. هردوي آنها داراي اسپين 1 هستند و واكنش آنها از نوع ضعيف مي باشد. اين بوزون ها از خانواده ي بوزون هاي شاخص هستند. برخلاف گلوئون ها ، بوزون های میانی مثل فوتون ها باید در حالت آزاد وجود داشته باشند. نظریه امکان وجود ، سه تا از این بوزون های میانی را پیش بینی می کند.چند تا از این ذرات (بوزون های میانی) سرانجام در سال 1982 کشف شدند.
گلوئن (Gluon):
ذراتي بدون جرم و خنثي از خانواده ي بوزون هاي شاخص هستند و داراي اسپين 1 هستند.
اين ذرات زيراتمي باعث پايدار بودن كوارك ها در هسته ي اتم (پروتون ها و نوترون ها) در كنار همديگر مي شوند. البته جرم اين ذرات از آنجاييكه بسيار كم است (MeV) از آن صرف نظر مي شود.
نوترينو (Neutrino):
اين ذرات از خانواده ي فرميون ها و گروه لپتون ها هستند و اسپين 0.5 دارند. نوترينوها اغلب تنها توسط نيروهاي ضعيف و گرانش واكنش انجام مي دهند. مدل استاندارد پيش بيني كرده كه نوترينوها بدون جرم باشند اما در آزمايشات جرم نوترينو را گرچه بسيار كوچك اما اندازه گيري كرده اند.نوترينوها اغلب به صورت ذرات منفرد ديده نمي شوند و در قالب الكترون نوترينو (2.2 eV) يا موئون نوترينو (170 KeV) و تاو نوترينو (15.5 MeV) ديده مي شوند.هرچند دانشمندان هنوز يكي بودن پاد نوترينو و نوترينو را تاييد نكرده اند اما آزمايشات به روشني اين مطلب را اثبات مي كنند. به همين دليل در مدل استاندارد پاد اين ذرات نيز تعريف شده است. (براي مثال الكترون آنتي نوترينو).
موئون (Muon):
اين ذرات نيز از خانواده ي فرميون ها و گروه لپتون ها هستند و داراي اسپين 0.5 مي باشند.
باز اين ذرات همانند الكترون است و جرمشان 105.6583 (MeV/C[SUP]2[/SUP]) مي باشد.اعمال واكنش در اين ذرات به صورت نيروهاي گرانشي و الكترومغناطيسي و همچنين نيروهيا ضعيف هسته اي است. اين ذرات داراي پاد نيز مي باشند.عمر اين ذرات اغلب بيش از 2.2 ميكروثانيه نيست كه همين گونه نيز از ديگر لپتون ها و مزون ها عمر بيشتري دارند. موئون با جذب الكترون مي تواند اتم موئونيم (Muonium) را بسازد كه شعاع آن تقريبا برابر با هيدروژن است. به همين دليل تا به حال اين ذرات در اتم ديده نشده اند.
مزون (Meson):
مزون نوعي هادرون با اسپين صحيح مي باشد. مزون ها اصولا تركيبي هستند به صورتيكه در آنها كوارك و آنتي كوارك هم ديده مي شود!این ذرات نا پایدار هستند.مزون ها شامل 3 دسته ي اصلي منفي – مثبت و صفر مي باشند: مزون صفر سنگين (B[SUP]0[/SUP]) – مزون مثبت يا پيون (Π[SUP]+[/SUP]) - مزون منفي يا كائون (K[SUP]-[/SUP]) – مزون صفر سبك يا اتا ([SUB]C[/SUB]η) و مزون هاي مثبت سنگين يا رو ([SUP]+[/SUP]ρ).
مو-مزون
(M-Meson جرم مو مزون تقریبا 8/1 جرم پروتون می باشد. مومزون ها فقط می توانند به صورت مثبت یا منفی باشند ، مومزون خنثی وجود ندارد. این ذرات به نوبه خود ضد ذره هم دارند مثلا ضد ذره مومزون منفی ، مومزون مثبت می باشد. بواسطه وجود تاثیرات متقابل عمومی یک مومزون ممکن است به یک الکترون و دو نوترنیو تجزیه شود. مومزون منفی دارای نیم عمر 2.3X10[SUP]-6[/SUP] ثانیه می باشد. بواسطه چنین تاثیر متقابل که بین سه ذره فوق ( الکترون ، مومزون و نوترینو) در حالت عادی وجود دارد آنها را لپتون (Lepton) نیز می نامند.
پی-مزون(P-Meson) :
جرم پی مزون تقریبا 7/1 جرم پروتون می باشد. پی مزون ها بصورت مثبت یا منفی یا خنثی وجود دارند.این ذرات نیز به نوبه خود ضد ذره هم دارند مثلا ضد ذره پی مزون مثبت ذره پی مزون منفی است. شبیه فوتون ، پی مزون خنثی با ضد ذره خود یکسان است. پی مزون کوبورچه توسط دانشمند ژاپنی یوکاوا (Yukawa) در سال 1935 پیش بینی شده بود. ذرات هسته ای بطور مداوم ذرات پی مزون را مبادله می کنند. این تبادل شباهتی به ظهور نیروهای الکتریکی دارد که در اثر نشر و جذب دائم کوانتای تابش الکترومغناطیسی بوسیله یک بار الکتریکی حاصل می شود. پی مزون ها می توانند در برخورد پروتون هایی با انرژی چند صد میلیون الکترون ولت تولید شوند. در این حالت انرژی جنبشی ذرات هسته ای مستقما به جرم سکون پی مزون تبدیل می شود.
کا-مزون(K-Meson):
جرم کا مزون تقریبا 4/1 جرم پروتون می باشد. کامزون ها بصورت منفی ، مثبت و خنثی شناخته شده اند. این ذرات به نوبه خود ضد ذره هم دارند مثلا ضد ذره کامزون منفی ، کامزون مثبت می باشد.در صورتیکه ضد ذره کامزون خنثی خودش می باشد. بواسطه جرم بزرگ کامزون این ذرات با تنوع بیشتری تجزیه می شود. دوره تجزیه یک کامزون باردار 0.85X10[SUP]-8[/SUP] ثانیه می باشد.
پيون (Pion):
نوعي از مزون ها هستند كه داراي بار واحد (هم مثبت و هم منفي) مي باشند. پيون ها زا آن جهت مهم هستند كه داراي اسپين صفر مي باشند و سبك ترين مزون ها هستند. جرم آنها Π[SUP]0[/SUP] = 134.976 (MeV/C[SUP]2[/SUP]) و Π[SUP]±[/SUP] = 139.570 (MeV/C[SUP]2[/SUP]) مي باشد.
كوارك ها (Quarks):
دست کم شش نوع کوارک وجود دارد که هر کدام آنها حاصل عدد کوانتومی جدید یعنی طعم هادرونی است و به صورت زیر تقسیم بندی می شوند:
1) كوارك هاي بالا (بار 3/2 و جرم 0.003) – Up (u)
2) كوارك هاي پايين (بار 3/1- و جرم 0.006) – Down (d)
3) كوارك هاي ربايشي (بار 3/2 و جرم 1.3) – Charm (c)
4) كوارك هاي غير ربايشي (بار 3/1- و جرم 0.1) – Strange (s)
5) كوارك هاي زير (بار 3/2 و جرم 175) – Bottom (b)
6) كوارك هاي فوق ( باز 3/1- و جرم 4.3) – Top (t)
فوتون(Photon):
فوتون ها جرم در حال سکونشان برابر صفر است و اسپینی برابر یک دارند.
.دايون (Dyon):
ذراتي فرضي كه هم بار الكتريكي دارند و هم بار مغناطيسي و اگر در شرايطي بار الكتريكي انها سفر باشد تك قطبي خواهند بود. به اين شرايط خاص شرايط كوانتيده شدن ديراك – اشوانزيگر – اشوينگر مي گويند.(توجه كنيد كه اين شرايط به تك قطبي هوفت – پولياكوف بر نمي گردد بلكه مخصوص تك قطبي ديراك است و لازمه ي آن تعريف هوموتوپي براي توپولوژي فضا و زمان ناپيوسته است). اكثر تئوري هاي وحدت (GUT) وجود چنين ذره اي را پيش بيني كرده اند.
گراويتون (Graviton):
ذراتي فرضي هستند كه داراي جرم و بار صفر و اسپين 2 مي باشند. اين ذرات بيشتر در تئوري هاي كوانتومي به عنوان نتيجه اي از نسبيت مطرح مي شود. به طوريكه QCD نيز از آنها نام مي برد. چنين ذراتي (بدون جرم) تا به حالا ديده نشده اند. بنابراين حرف زدن در مورد ويژگي هاي آنها بسيار سخت است. (مگر از طريق رياضي كه اين مقاله جايگاه آن نيست).
