強い力で結合することのない素粒子をレプトンと言います。レプトンは6種類あります。現在のところ第3世代までしか見つかっていませんが、この後増えるかどうかはわかっていません。
[世代の数]
クォークとレプトンは2つの粒子の組み(アイソスピン2重項)で表されていますが、これはその粒子たちが「弱い相互作用」と呼ばれる反応で必ずペアとして関係するからです。
香りが異なる6個のクォークと6個のレプトンは<下の表>のように3世代で表すことができます。
それぞれの世代で質量値が大きくなりますがそれ以外は第1世代のレプリカです。この世界は第1世代の素粒子でできています。それ以外の世代は高エネルギー実験下で生成される粒子です。
そのため世代の必要性がわかっていません。
この謎は研究課題となっています。
レプトンとクォークをまとめる標準理論はいくつかの問題点があります。
実はレプトンやクォークは数え方によっては世代が3つ以上あり、それに関しては思わしくない状況です。また「発散の困難」問題があり相互作用を行う素粒子の距離を小さくしていくと、計算上物理量が無限大になる問題があります。
[物質粒子と力の粒子と質量]
素粒子は「物質の構成粒子」、「力の構成粒子」、「質量の起源となる粒子」の三つのタイプがあります。
物質粒子のレプトンとハドロン、ゲージ粒子、それとヒッグス粒子の表を掲載します。
宇宙はこれだけの粒子でできているのでしょうか。それとももっと必要なのでしょうか。もっと根源的な粒子が見つけられるのを待っているのでしょうか。