一个CH4甲烷分子:
molecule:分子;H:氢;C:碳
atom:原子;electron:电子;nucleus:原子核
neutrons:中子;proton、protons:质子
quark:夸克;pion:π介子
两个上夸克和一个下夸克通过π0介子传递的表观强相互作用力形成了质子(介子由一个下夸克和一个反下夸克组成);介子由夸克通过gluon胶子传递的强相互作用力“胶结”而成
基本物质粒子称为费米子,之间传递力的粒子称为玻色子
到目前为止,人类成功地用包括6个夸克和6个轻子作为费米子——最基本的物质粒子并从理论上解释了可见能量范围内的世界组成,6个夸克分别是:up quark(u,上夸克)、down quark(d,下夸克)、charm quark(c,桀夸克)、strange quark(s,奇异夸克)、top quark(t,顶夸克)、bottom quark(b,底夸克),6个轻子分别是:electron(e,电子)、muon(μ,μ子)、tauon(τ,τ子)、electron-neutrino(νe,电子中微子)、muon-neutrino(νμ,μ子中微子)、tau-neutrino(ντ,τ子中微子),然后每一个粒子都具有各自的反粒子。这些粒子分成三个族:(e-νe)、(μ-νμ)、(τ-ντ)以及(u-d)、(c-s)、(t-b),前面三个分别称为电子家族、μ子家族和τ子家族,每一个家族都是前一个家族的增重版本而其他特征一致。三个夸克家族也是类似。为什么具有三个族甚至是不是只有三个族仍然是一个迷,被称作“族问题”。
2008年诺贝尔物理奖的一半赋予了美籍日裔物理学家南部阳一郎 (Yoichiro Nambu) 由于“发现了亚原子物理中的对称性自发破缺机制”("for the discovery of the mechanism of spontaneous broken symmetry in subatomic physics") ,一半赋予日本物理学家小林诚 (Makoto Kobayashi) 和益川敏英 (Toshihide Maskawa) 以表彰他们“发现了预言自然界中至少存在三代夸克的破缺对称性的起源”("for the discovery of the origin of the broken symmetry which predicts the existence of at least three families of quarks in nature")。有了对称性自发破缺的杨振宁-米尔斯非阿贝尔规范理论,各种夸克、轻子才具有现在这样的各种参数(质量、相互作用),才有了延续至今的宇宙万物和五彩缤纷的世界。而小林诚和益川敏英提出的基于SU(2)群的三夸克家族模型则解释了三个夸克家族的问题,这个模型同时还给出了可用于区分物质与反物质的CP对称性破坏的解释。
当然,目前基于对称型自发破缺的规范理论(或者叫标准理论)仍然不够完美,或许M-理论(或者叫超弦)能够完成。