在粒子物理學中,先子被假定為類點粒子,是構成夸克和輕子更加基本的組元。先子(preon)這個名稱是由橋格施·帕蒂和阿卜杜勒·薩拉姆在1974年提出的。上世紀80年代,有關先子模型的研究達到高峰,但由於標準模型的成功,先子的研究就慢了下來。目前科學家還沒有在實驗中發現夸克、輕子是複合粒子的證據。
物理學家對可能組成夸克和各種基本粒子的先子提出了各種假設。其中一個著名的模型是1979年有斯坦福直線加速器中心的哈伊姆·哈拉里(Haim Harari)和伊利諾伊大學香檳分校的麥可·A·莎珀(Michael A Shupe)提出的。他們假設自然界中存在兩種先子以及它們的反粒子,可以用來組成物質的粒子(費米子)和傳遞力的粒子(玻色子)。物質粒子(費米子)
這個模型中的兩種先子用+和○來表示。+表示帶+1/3的電荷,○表示帶0電荷。每一個都有一個帶有相反電荷的反物質夥伴,用-和⊙表示,各帶電-1/3和0.在模型中夸克和輕子都是由三個先子組成。
電荷 | 先子組分 | 粒子 |
+1 | +++ | 反電子 |
+2/3 | ++○ | 上夸克 |
+1/3 | +○ | 反下夸克 |
0 | ○○○ | 電子中微子 |
0 | ⊙⊙⊙ | 電子反中微子 |
-1/3 | -⊙⊙ | 下夸克 |
-2/3 | --⊙ | 反上夸克 |
-1 | --- | 電子 |
傳遞力的粒子(玻色子)
相同的先子也可以用來組成傳遞力的玻色子,這些力包括電磁作用力(光子)、強作用力(膠子)和弱作用力(W+,W-,Z玻色子)。作為在原子核中把夸克束縛在一起的亞原子粒子——膠子的細節比較複雜,在此略去。
電荷 | 先子組分 | 粒子 |
+1 | +++○○○ | 正W玻色子 |
-1 | ---⊙⊙⊙⊙ | 負W玻色子 |
0 | ○○○⊙⊙⊙ +++--- ++--○⊙ +-○⊙○⊙ | Z玻色子(4種模式) |
0 | +- | 光子 |