Все элементарные частицы превращаются друг в друга, и эти взаимные превращения главный факт их существования

Превращения элементарных частиц ученые наблюдали при столкновениях частиц высоких энергий. Представления о неизменности элементарных частиц оказались несостоятельными. Но идея об их неразложимости сохранилась. Элементарные частицы уже далее неделимы, но они неисчерпаемы по своим свойствам. Вот что заставляет так думать.

Современные ускорители сообщают заряженным частицам скорости, очень близкие к скорости света.

По современным представлениям, элементарные частицы это первичные, неразложимые далее частицы, из которых построена вся материя. Однако неделимость элементарных частиц не означает, что у них отсутствует внутренняя структура.

Этап третий. От гипотезы о кварках (1964 г.) до наших дней. (Большинство элементарных частиц имеет сложную структуру.)

Открытие новой элементарной частицы всегда составляло и сейчас составляет выдающийся триумф науки. Но уже довольно давно к каждому очередному триумфу начала примешиваться доля беспокойства. Триумфы стали следовать буквально друг за другом.

Была открыта группа так называемых странных частиц: К-мезонов и гиперонов с массами, превышающими массу нуклонов. В 70-е гг. к ним прибавилась большая группа частиц с еще большими массами, названных очарованными.

Кроме того, были открыты короткоживущие частицы с временем жизни порядка . Эти частицы были названы резонансами, и их число перевалило за двести.

М. Гелл-Манном[4] и Дж. Цвейгом[5] была предложена модель, согласно которой все частицы, участвующие в сильных (ядерных) взаимодействиях, – адроны – построены из более фундаментальных (или первичных) частиц – кварков.

Кварки имеют дробный электрический заряд  и . Протоны и нейтроны состоят из трех кварков.

Существование кварков доказывают опыты по рассеянию электронов очень высокой энергии на протонах и нейтронах. Число различных кварков равно шести. Кварки, насколько сейчас известно, лишены внутренней структуры и в этом смысле могут считаться истинно элементарными.

Легкие частицы, не участвующие в сильных взаимодействиях, называются лептонами. Их тоже шесть, как и кварков (электрон, три вида нейтрино и еще две частицы мюон и тау-лептон с массами, значительно большими массы электрона).