В настоящее время существует твердое убеждение, что все
в природе построено из элементарных частиц, а все природные
процессы обусловлены взаимодействием этих частиц. Под элементарными
частицами сегодня понимают кварки, лептоны, калибровочные бозоны и
хиггсовские скалярные частицы. Под фундаментальными взаимодействиями-
сильное, электро-слабое и гравитационное. Таким образом, условно
можно выделить четыре класса элементарных частиц и три типа
фундаментальных взаимодействий.
Первый класс содержит на сегодня фотон , - бозоны, восемь глюонов и предполагает существование гравитона. Все эти частицы являются переносчиками взаимодействий. За излучение - бозонов ответственно электро-слабое взаимодействие, глюоны переносят сильное взаимодействие, гравитоны- это предполагаемые кванты гравитационного поля.
Второй класс содержит лептоны. Их в настоящее время шесть:
электрон , мюон , тау-лептон и соответствующие
нейтрино
. Удобно представить шесть
лептонов в виде трех семейств
Нейтрино электрически нейтральны; электрон, мюон и тау-лептон обладают электрическими зарядами. Лептоны участвуют в электро- слабом и гравитационном взаимодействии.
Третий класс- это кварки. Сегодня известно шесть кварков-
каждый из которых может быть "окрашен" в
один из трех цветов. Как и лептоны их удобно расположить в виде
трех семейств
Четвертый класс- хиггсовские частицы, экспериментально пока необнаруженные. В минимальной схеме достаточно одного хиггсовского скаляра. Их роль в природе на сегодня-в основном "теоретическая" и состоит в том, чтобы сделать электро-слабое взаимодействие перенормируемым. В частности, массы всех элементарных частиц- это "дело рук" хиггсовского конденсата. Возможно, введение хиггсовских полей необходимо для разрешения фундаментальных проблем космологии, таких как однородность и причинная связность Вселенной.
Последующие лекции по теории кварковой структуры адронов посвящены адронам и кваркам. Основное внимание будет уделяться классификации частиц, симметриям и законам сохранения.