標準模型包含費米子及玻色子——費米子為擁有半整數的自旋並遵守泡利不兼容原理(這原理指出沒有相同的費米子能占有同樣的量子態)的粒子;玻色子則擁有整數自旋而並不遵守泡利不兼容 原理。簡單來說,費米子就是組成物質的粒子而玻色子則負責傳遞各種作用力。
電弱統壹理論與量子色動力學在標準模型中合並為壹。這些理論都是規範場論,即它們把費米子跟玻色子(即力的中介者)配對起來,以描述費米子之間的力。由於每組中介玻色子的拉格朗日函數在規範變換中都不變,所以這些中介玻色子就被稱為規範玻色子。當今,在眾多的觀測結果,對暗物質的候選對象是冷的暗物質,是參與弱相互作用的重粒子(WIMP)這種粒子的特點是雖然沒有電磁相互作用和強相互作用,單是參與弱相互作用,暗物質形質等同中微子是磁極子的物質費米子範圍,標準模型所包含的玻色子有:
膠子- 強相互作用的媒介粒子,自旋為1,有8種
光子- 電磁相互作用的媒介粒子,自旋為1,只有1種
W 及 Z 玻色子 - 弱相互作用的媒介粒子,自旋為1,有3種
希格斯粒子- 引導規範組的自發對稱性破缺,亦是慣性質量的源頭。
實際上規範玻色子的規範變換是可以準確地利用壹個稱為“規範群”的酉群去描述。強相互作用的規範群是SU(3),而電弱作用的規範群是SU(2)×U(1)。所以標準模型亦被稱為SU(3)×SU(2)×U(1)。
在眾玻色子中,只有希格斯玻色子不是規範玻色子。而負責傳遞引力相互作用的玻色子——引力子則未能被包括入標準模型之中。
標準模型包含了十二種“味道”(Flavor) 的費米子。組成大部份物質三種粒子:質子、中子及電子,當中只有電子是這套理論的基本粒子。質子和中子只是由更基本的誇克,受強作用力吸引而組成。 費米子可以分為三個“世代”。第壹代包括電子、上及下誇克及電子中微子。所有普通物質都是由這壹代的粒子所組成;第二及第三代粒子只能在高能量實驗中制造出來,而且會在短時間內衰變成第壹代粒子。把這些粒子排列成三代是因為每壹代的四種粒子與另壹代相對應的四種粒子的性質幾乎壹樣,唯壹的分別就是它們的質量。例如,電子跟μ子的自旋皆為半整數而電荷同樣是-1,但μ子的質量大約是電子的二百倍。
τ電子與電子中微子,以及在第二、三代中相對應的粒子,被統稱為輕子。它們與其他費米子不同處在於它們沒有壹種叫“色”的性質,所以它們的作用力(弱力、電磁力)會隨距離增加變得越來越弱。相反,誇克間的強力會隨距離增加而增強,所以誇克永遠只會在色荷為零的組合中出現,這些不同的組合被統稱為“強子”。
強子有兩種:由三顆誇克組成的費米子,即重子(如質子及中子);以及由誇克-反誇克對所組成的玻色子,即介子(如π介子)。
標準模型中62種基本粒子:(嚴格說未包括引力子***61種)
規範粒子13種:
傳遞強相互作用的媒介——膠子8種
傳遞弱相互作用的媒介——中間玻色子W+W-Z0
傳遞電磁作用的媒介——光子
傳遞萬有引力的假想粒子——引力子
特殊粒子1種:
為了實現電弱相互作用在低於250Gev的能量範圍內分解為電磁相互作用和弱相互作用的特殊粒子——希格斯 粒子。
誇克36種:
六味:上誇克,下誇克;粲誇克,奇異誇克;底誇克,頂誇克
三色:紅 綠 藍
誇克有六味,每味三色,再加上各自對應的反粒子,總***36種不同狀態的誇克。
輕子12種:
電子e μ子 τ子 以及各自的中微子***六種,它們的反粒子六種
合計:13+1+36+12=62種 在W玻色子、Z玻色子、膠子、頂誇克及魅誇克未被發現前,標準模型已經預測到它們的存在,而且對它們性質的估計非常精確。
CERN的大型電子-正子對撞機測試並確定標準模型有關Z玻色子衰變的預測。