1. Все частицы (в том числе и неэлементарпые частицы п квазичастицы) разделяются на бозоны и фермионы. Бозонамп (или бозе-цастицами) называотся частицы или квазичастицы, обладающие нулевым или целочисленным спином. Бозоны подчиняются статистике Бозе – Эйнштейна (отсюда п происходит их вазвание). К бозонам относятся: гипотетнческий аравитон (спин 2), фотон (спин 1), промежуточные векторные бозоны (спин 1), глюоны (спин 1), мезоныи и мезонные резонансы, а также античастицы всех перечислешных частиц. Частицы или квазичастицы с полуцелым спином называются фермионами (пли ферми-частицами). Для них справедлив прицип Паули, д они подчиняются статистике Ферми – Дирака (отсюда и происходит их пазвание). К фермионам отпосятся: лептоны, все барионы и барионные резонансы, кварки (спин $1 / 2$ ), а такжө соответствующие античастицы.
2. По времени жизни $\tau$ различают стабильные, квазистабильлые и резонанспые частицы. Последние для краткости называют просто резонансами. Резонансными называют частицы, распадаюџцеся за счет сильного взаимодействия с временем жизпи $10^{–3}$ с. Нестабилыне частицы, время жизни которых иревышает $10^{-20} \mathrm{c}$, распадаются за счет элегтромагнитного или слабого, но не за счет сильного взаимодеӥствия. Эти частицы относят к квазистациопарным. Время $10^{-20} \mathrm{c}$, ничтожіое в обыдених масштабах, должно считаться большим, если его сравнивать с ядерным временем. Последнее есть время, требующееся свету на прохождение диаметра ядра $\left(10^{-13} \mathrm{~cm}\right)$. Даже за время $10^{-20}$ с свет успевает пробежать расстояние в $10^{3}-10^{4}$ пуконих диаметров. За это время может совершиться еще много внутринуклопных процессов. Вот почему частицы, названныө нами квазистабильными, в справочниках называют просто стабпльными. Впрочем, абсолютно стабильными частицами являются, по-видимому, только фотоп $\gamma$, әлектрон $\mathrm{e}^{-}$, протов $p\left(\right.$ ?), электроное $v_{e}$, мюонное $v_{\mu}$ и таонпое $v_{\tau}$ пейтрипо и их античастицы – распад всех этих частиц на опыте не зарегистрирован.

Распады могут происходить по спльному, по электромагнитпому и по слабому взаимодействию. Наиболее быстро происходят распады по сильному взаимодействию – таковы распады резонансов. Квазистабильные частицы распадаются за счет слабого или электромагитиого вваимодействия. Они стали бы абсолютно устойчивыми, если бы можно было мысленно «выключить» эти взаимодействия, оставив только сильное. Наиболев стабильными резонансами являются частицы $J / \psi$ и $\Upsilon$, для которых $\tau \approx 10^{-20}$ с. Опи относятся к резопансам потому, что у ипх пмеются капалы распада, обусловленные силыным взаимодействием, но эти распады подавлены закопами сохрапения очарования и красоты шри сплыпых взаимодействиях (см. § 110, нуикты 4,5 ).

В силу малости времени жизни $\tau$, резонансы пе обладают определенной массой. Это видно из соотношения пеопределеппостей $\Delta \mathscr{E} \tau \approx \hbar$. Резонансы описываются пепрерывным спектром масс. Положение максимума этого спектра и называется массой резонанса. Ширина спектра $\Gamma$ определяется обычшым соотношением $\Gamma \approx \hbar / \tau$. При очень малых временах жизпи она бывает сравнима со зачением самой массы резонанса. Имепно ширниа $\Gamma$ (а не $\tau$ ) обычно и приводится в таблицах в качестве меры нестабильновти резопанса. Так, при $\tau \approx 10^{-23}$ с получаем $\Gamma \approx 100$ МэВ. Поэтому резонансами можшо назвать частицы о большой шириной спектра масс $\Gamma \approx 100$ МэВ.

3. Особую групшу әлементарных частиц составляют фотоны, являющиеся переносчиками әлектромагнитного взаимодействия, слабого взаимодействия. Эти четыре частицы образуют группу так называемых переносчиков взаимодействия. $\mathrm{K}$ перепосчнка взаимодействия относятся и алюоны, а также гипотетиеские вравитоны. Все остальные частицы разделяются на лептоны и адроньь.

Лептонами называются частицы, не участвующие в ситыих взапмодействиях и имеющие спин $1 / 2$. В пастоящее время установлено существовапие шести заряженных лептонов: электрои $\mathbf{e}^{-}$, позитрон $\mathrm{e}^{+}$, мюоны $\mu^{ \pm}$, тяжелье лептоны $\tau^{ \pm}$(таоны), и соответствующих им шести нейтралыных частиц: электронное нейтрино $v_{0}$ и антинейтрипо $\bar{v}_{\mathrm{e}}$, мюонпо пейтрино $v_{\mathrm{\mu}}$ и аптинейтрино $\bar{v}_{\mu}$, таонное нейтрино $v_{\tau}$ и алтинейтрино $\bar{v}_{\tau}$. Нейтральные лептоны (нейтрино) не участвуют и в электромагнитных взаимодействиях.

Все лептоны, на современном уровне знания, можно назвать истинно элементариыми частицани, так как у пих в отличие от адропов не обнаружепа впутренняя структура. В этом смысеге лептоны называются точечныти частицами.

Мюоны были открыты в космических лучах Андерсопом вместе с Неддермейером в 1937 г. Наличие у мюонов собственного (мюонного) нейтрипо было установлено позже – только в начале 60 -х годов. $\tau$-лептоны были открыты в 1975 г. в Стэнфорде (США) группой экспериментаторов во главе с Перлом (р. 1927) в опытах со встречными әлектрон-позитроныим иучками. Тау-лептоп получается в результате аниигиляции әлектрона и позитрона ( $\left.\mathrm{e}^{+}+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \tau^{+}+\tau^{-}\right)$. Macса мюона $m_{\mu}=$ $=105,7 \mathrm{M
i B}$, время кизни $\tau=2,2 \cdot 10^{-6} \mathrm{c}$, масса таона $m_{\mathrm{r}} \sim$ $\sim 1,8$ ГәВ, время жизпи $\tau_{\tau} \sim 5 \cdot 10^{-13} \mathrm{c}$.

Наши сведения о нейтрипо очень неполиые (см. § 74, пункт 11). Особенно әто касается $\mu$ – и $\tau$-пейтрино. Даже в отпошении әлектронного нейтриио нельзя категорически утверждать, равиа ли масса этой частицы нулю или только очень мала.
4. Адронами пазываотся элемептарпые частицы, участвующие в сияьных взапмодействиях. Опи, как правило, участвуют также и во всех других взаимодействиях – электромагнитпом п слабом.

Эти частицы, в основном резопапсы, составляют напболеө многочисленную группу элементариых частиц – их насчитываөтся около 400. Адроны подразделяются па стабильные п квавистабильные адроны и резонансы. В свою очередь стайпльные адроны подразделяются на мезоны п барионыл. Теоретпческие мотивы такого подразделения выяснятся в § 110 (в кварковой модели). В группу резонансов входят мезонные и барионные резонансы.

Мезонами пазываются пестабильные заряженные или пейтратьные адрошы, обладающие нулевым или целочисленным спином, а потому принадлежащие к классу бозонов. Сода относятся $\pi^{0}$ – и $\pi^{ \pm}$-мезопы, $\mathrm{K}^{ \pm}$-мезоны. Эти мезопы были открыты раньше других. Масса их – промежуточная между массами электрона н протона (отсюда II происходит пх название – от греческого с:ова mesos, что означает «средий, промежуточный»). Позднее были открыты более тяжелые $\mathrm{D}^{ \pm}-, \mathrm{D}^{0}$, $\mathrm{F}^{ \pm}$-мезоны, масса которых больше массы протога. Было открыто тақже миго мезонпых резонансов, т. е. мезонов с времепами жизни порядка $10^{-23}$ с. Масса некоторых из них также превосходит массу протона. Мюопы $\mu$ первоначально газывались $\mu$-мезонами, но они не относятся к классу мезопов, так как имеют спин $1 / 2$ и нө участвуют в сильних взаимодействиях.

Бариопами и барионыым резонапсами называются адроны с полуцелым спином и массами, не меньшими массы протона. If пим отпосятся нуклоны (протоны и нейтроны), гипероны и др. Іротоп и нейтроп – самые легкие барионы. Протон – единственпыӥ стабильпый барион (см., впрочем, § 108, пункт 4), все остальные барионные резонансы нестабильны и путем последовательых распадов превращаются в нуклоны и легкиө частипы: л-мезоны, электроны, иейтрино, $\gamma$-кванты. (Нейтров в свободном состоянии – нестабильная частица с временем жизви $\sim 16$ миг, но в связаніом состоянии внутри ядра он стабилен, если ${ }_{Z}^{A} M<{ }_{Z+1}^{A} M+m_{\mathrm{e}}$, т. е. когда не пропсходит $\beta$-распада. Если же ${ }_{Z}^{A} M>{ }_{Z-1}^{A} M+m_{\mathrm{e}}$, то нестабилеп протоп и происходит позитропный $\beta^{+}$-распад: $\mathrm{p} \rightarrow n+\mathrm{e}^{+}+v_{\mathrm{e}}$.)

Іестабильны барионы с массами, большими массы нуклона (протона и пейтрона), и большим временем жизпи по сравнению с ядерным временем (порядка $10^{-23} \mathrm{c}$ ) называются аиперопами. Первые гипероны ( $\Lambda$ ) были открыты в космических лутах. Детальное изучение их стало возможным после того, как их стали получать на ускорителях заряженных частиц высоких әнергий при столиновения быстрых пуклонов, л- и К-мезонов с пуклопами атомных ядер. Известно песколько типов гиперонов: лямбда $\left(\Lambda^{0}\right)$, сигма $\left(\Sigma^{-}, \Sigma^{0}, \Sigma^{+}\right)$, кси $\left(\Xi^{-}, \Xi^{9}\right)$, омега $\left(\Omega^{-}\right), \Lambda_{\text {e. }}$ Все гипероны имеют спин $1 / 2$, за исключением гиперона $\Omega^{-}$, спин которого равен $3 / 2$. Таким образом, гиперопы, как и все бариопы, являются фермионами. Время жизни гиперопов $\tau \sim 10^{-10} \mathrm{c}$ (за исключепием $\Sigma^{0}$ и $\Lambda_{c}$, для которых $\tau$ равшо $10^{-19}$ и $10^{-13}$ с соответственно). За это время они раснадаются на нуклоны и легкие частицы ( $\pi$-мезоны, электроны, нейтрино, $\gamma$-кванты).

В $70-x$ годах на больших ускорителях были созданы пучки заряженных и нейтральных гиперонов высоюих энергий (20100 ГэВ). Это позволило проверить формулу для релятивистского вамедления времени в лучших условиях по сравпению с тем, как это делалось раныне (см. т. IV, § 106, пункты 4, 5). Еслй бы не было релятивистского замедления времени, то гинероны от своего рождения до распада пробегали бы путь порядка $c \tau$, т. е. порядка сантиметра или десятков саптиметров. На самом деле этот путь достигает нескольких метров.

Детализация классификации элементарных частиц будет произведена в следующих параграфах по мере надобности. Отличительные признаки лептонов, мезонов и барионов стапут более ясными, если при классификации частиц исходить из кварковой модели (см. § 110).