Фундаментальные частицы вещества
| Поколения | Классы | |
| Кварки | Лептоны | |
| 1-е | Верхний Нижний | Электрон Электронное нейтрино |
| 2-е | Очарованный Странный | Мюион Мюионное нейтрино |
| 3-е | Истинный* Прелестный | Тау-частица Тау-нейтрино |
*) Не открыт, но теоретически предсказан.
Фундаментальные частицы характеризуются такими свойствами, как масса, заряд, спин (спин от англ. to spin – вращать)-собственный момент количества движения. Массы фундаментальных частиц вещества возрастают от первого к третьему поколению. Считается, что в природе встречаются только частицы первого поколения. Частицы второго и третьего поколений получены искусственно на специальных ускорителях элементарных частиц и обнаружены при взаимодействии космических лучей в атмосфере.
Вещество и поле обладают энергией. Согласно теории от носительности, нет существенного различия между массой и энергией. Энергия имеет массу, а масса представляет собой энергию. В классической физике и химии изменения массы вещества при нагревании, охлаждении или химических превращениях настолько незначительны, что их невозможно обнаружить прямым взвешиванием. В ядерных реакциях при взаимодействии элементарных частиц этот эффект проявляется весьма убедительно. Вместо двух законов сохранения массы и энергии классической механики мы имеем один: закон сохранения массы-энергии:
Е = mc2,
где Е-энергия, m-масса, с-скорость света.
Поля создаются веществом, и посредством полей осуществляется взаимодействие частиц вещества. Электромагнитное взаимодействие переносится фотонами. Оно обеспечивает устойчивость атомов, молекул. Слабое взаимодействие переносится промежуточными векторными бозонами и вызывает переходы между разными типами кварков. Например, в случае распада нейтрона:
n0 ® p+ + e- + `ne
происходит образование кроме протона (p+) и электрона (e-) электронного нейтрино (`ne)-частицы, которая не испытывает никаких других взаимодействий, кроме слабого. Сильное взаимодействие переносится глюионами. Оно играет решающую роль в связывании нуклонов (протонов и нейтронов) в ядрах атомов и кварков в протонах и нейтронах. Гравитационное взаимодействие переносится гравитонами. Для элементарных частиц, масса которых имеет порядок 10-27кг, гравитационное взаимодействие становится заметным только на расстояниях 10-35м. Частицы полей, за исключением гравитона, характеризуются спином, равным 1. Гравитон теоретически предсказан, но экспериментально не обнаружен. Его спин должен быть равен 2.