Элементарные частицы — мельчайшие материальные объекты, не являющиеся атомами или ядрами атомов (за исключением протона — ядра атома водорода). В настоящее время элементарными частицами называют частицы, которые на современном уровне знаний нельзя считать соединением других, более «простых» частиц, существующих в свободном состоянии.
Элементарные частицы в процессе взаимодействия с другими частицами или полями должны вести себя как единое целое.
Элементарность не исключает сложного внутреннего строения частиц.
Некоторые элементарные частицы, называемые основными, существуют в природе в свободном или слабо связанном состоянии и из них строится вся обычная материя. К ним относятся, например, протоны, нейтроны, электроны, нейтрино и к-мезо-ны.
Подавляющее большинство частиц, общее число которых сейчас превышает 350, не встречается в природе, их получают в лабораториях, так как они неустойчивы. Основной способ их получения — столкновение быстрых стабильных частиц, в результате чего часть их кинетической энергии превращается в энергию образующейся частицы, которая, едва родившись, практически мгновенно распадается.
В зависимости от времени жизни т элементарные частицы делятся на стабильные, квазистабильные и нестабильные.
Стабильными являются электрон (т > 5 • 1021 лет), протон (т > 1031 лет), фотон и нейтрино. Время жизни квазистабильных частиц т > 10~20 с. Самыми короткоживущими являются нестабильные частицы — резонансы (х » 10″22—10~24 с). Наиболее важное свойство всех частиц — способность превращаться друг в друга.
Все взаимодействия частиц с другими частицами сводятся к четырем фундаментальным взаимодействиям: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Классификацию элементарных частиц производят по их участию в тех или иных видах взаимодействий. В особый класс выделяются переносчики взаимодействия: электромагнитного — фотоны, слабого — промежуточные бозоны, гравитационного — гравитоны и сильного — глюоны.
Следующий класс составляют лептоны — частицы, не участвующие в сильном взаимодействии. Наибольшее число элементарных частиц относится к классу адронов — частиц, участвующих в сильном взаимодействии. У каждой элементарной частицы имеется античастица; массы частицы и античастицы строго одинаковы, равно и их среднее время жизни.
Существует несколько частиц, называемых истинно нейтральными, которые совпадают со своими античастицами (например, фотон). Источниками элементарных частиц являются радиоактивные препараты (см. Радиоактивность), космическое излучение, ядерные реакторы, ускорители.
