Бозоны и фермионы. Все частицы (включая и неэлементарные и так называемые квазичастицы) подразделяют на бозоны и фермионы. Бозоны — это частицы с нулевым или целочисленным спином (фотон, мезоны и др.). Фермионы же — это частицы с полуцелым спином (электрон, мюон, таон, нейтрино, протон, нейтрон и др.).

Время жизни т. Практически все элементарные частицы, как уже говорилось, являются нестабильными, распадаясь на другие частицы. По времени жизни различают стабильные, квазистабильные и так называемые резонансы. Резонансами называют частицы, распадающиеся за счет сильного взаимодействия с временем жизни ${10}^{-23}$ с. Нестабильные частицы с временем жизни, превышающим ${10}^{-20}\mathrm{c}$, распадаются за счет электромагнитного или слабого взаимодействия. По сравнению с характерным ядерным временем ( ${10}^{-23}\mathrm{c}$ ) время ${10}^{-20}$ следует считать большим. По этой причине их и называют квазистабильными. Стабильными же частицами ( $\tau \to \mathrm{\infty }$ ) являются только фотон, электрон, протон и нейтрино.

Переносчики взаимодействия. Это особая группа элементарных частиц, в которую входят фотоны (переносчики электромагнитного взаимодействия), родственные им $W$ — и $Z$-бозоны (переносчики слабого взаимодействия), так называемые глюоны (переносчики сильного взаимодействия) и гипотетические гравитоны.

Все остальные частицы подразделяют по характеру взаимодействий, в которых они участвуют, на лептоны и адроны.

Лептоны. Это частицы, не участвующие в сильных взаимодействиях и имеющие спин $1/2$. К ним относятся электроны, мюоны, таоны и соответствующие им нейтрино. Лептоны принимают участие в слабых взаимодействиях. За исключением нейтрино, лептоны участвуют и в электромагнитных взаимодействиях.

Все лептоны можно отнести к истинно элементарным частицам, поскольку у них, в отличие от адронов, не обнаружена внутренняя структура.

Адроны. Так называют элементарные частицы, участвующие в сильных взаимодействиях. Как правило, они участвуют и в электромагнитном, и в слабом взаимодействиях. Эти частицы образуют самую многочисленную группу частиц (свыше 400).
Адроны подразделяют на мезоны и барионы.
Мезоны — это адроны с нулевым или целочисленным спином (т. е. бозоны). К ним относятся $\pi$-, $K$ — и $\eta$-мезоны, а также множество мезонных резонансов, т. е. мезонов с временем жизни $\sim {10}^{-23}\mathrm{c}$.

Барионы — это адроны с полуцелым спином ( т. е. фермионы) и массами, не меньшими массы протона. К ним относятся нуклоны (протоны и нейтроны), гипероны и множество барионных резонансов. За исключением протона, все барионы нестабильны. Нестабильные барионы с массами, большими массы протона, и большим временем жизни (сравнительно с ядерным $\sim {10}^{-23}$ с) называют гиперонами. Это гипероны $\mathrm{\Lambda },\mathrm{\Sigma },\mathrm{\Xi }$ и $\mathrm{\Omega }$. Все гипероны имеют спин $1/2$, за исключением $\mathrm{\Omega }$, спин которого $3/2$. За время $\tau \sim {10}^{-10}÷{10}^{-19}$ с они распадаются на нуклоны и легкие частицы ( $\pi$-мезоны, электроны, нейтрино, $\gamma$-кванты).

Сведем для наглядности основную систематику элементарных частиц в табл. 9.2.
Таблица 9.2
Более подробно классификация элементарных частиц приведена в Приложении. Пояснения к некоторым характеристикам частиц в этой таблице будут даны в дальйшем по мере надобности.