Luettelo hiukkasista

Pääartikkeli: Hiukkasfysiikan standardimalli

Hiukkasfysiikan standardimalli on tällä hetkellä^milloin? paras tietämys alkeishiukkasten fysiikasta. Kaikki standardimallin hiukkaset Higgsin bosonia lukuun ottamatta on löydetty kokeellisesti.

Fermionien spin on puoliluku. Kaikilla tunnetuilla alkeellisilla fermioneilla se on ½. Jokaisella fermionilla on lisäksi oma antihiukkanen. Fermionit ovat aineen perusosasia. Ne luokitellaan sen mukaan, vuorovaikuttavatko ne vahvan vuorovaikutuksen värivoiman kautta. Standardimallin mukaan on olemassa 12 erilaista alkeisfermionien makua: kuusi kvarkkia ja kuusi leptonia.

• Kvarkit vuorovaikuttavat värivoiman kautta. Niiden antihiukkasia kutsutaan antikvarkeiksi. Kvarkeilla on kuusi makua:

Perhe	Nimi (maku)		Sähkövaraus (e)	Massa (MeV)	Antikvarkki
1	Ylös	(u)	+2/3	1,5–4	anti-ylös-kvarkki	${\displaystyle ({\overline {u}})}$
	Alas	(d)	−1/3	4–8	anti-alas-kvarkki	${\displaystyle ({\overline {d}})}$
2	Outo	(s)	−1/3	80–130	anti-outo-kvarkki	${\displaystyle ({\overline {s}})}$
	Lumo	(c)	+2/3	1 150–1 350	anti-lumo-kvarkki	${\displaystyle ({\overline {c}})}$
3	Pohja	(b)	−1/3	4 100–4 400	anti-pohja-kvarkki	${\displaystyle ({\overline {b}})}$
	Huippu	(t)	+2/3	171 400 ± 2 100[1]	anti-huippu-kvarkki	${\displaystyle ({\overline {t}})}$

• Leptonit eivät vuorovaikuta värivoiman kautta. Niiden antihiukkasia kutsutaan antileptoneiksi, vaikkakin elektronin antihiukkasta kutsutaan historiallisista syistä positroniksi. Leptoneita on myös kuutta makua:

Varattu leptoni / antihiukkanen					Neutriino / antineutriino
Nimi	Symboli	Sähkövaraus (e)	Massa (MeV)		Nimi	Symboli	Sähkövaraus (e)	Massa (MeV)
Elektroni / Positroni	${\displaystyle e^{-}\,/\,e^{+}}$	−1 / +1	0,511		Elektronin neutriino / Elektronin antineutriino	${\displaystyle \nu _{e}\,/\,{\overline {\nu }}_{e}}$	0	< 0,0000022 [2]
Myoni	${\displaystyle \mu ^{-}\,/\,\mu ^{+}}$	−1 / +1	105,7		Myonin neutriino / Myonin antineutriino	${\displaystyle \nu _{\mu }\,/\,{\overline {\nu }}_{\mu }}$	0	< 0,17 [2]
Tau	${\displaystyle \tau ^{-}\,/\,\tau ^{+}}$	−1 / +1	1 777		Taun neutriino / Taun antineutriino	${\displaystyle \nu _{\tau }\,/\,{\overline {\nu }}_{\tau }}$	0	< 15,5 [2]

On huomattava, että neutriinojen massan tiedetään eroavan nollasta johtuen neutriinojen oskillaatiosta, mutta niiden massat ovat niin pienet, ettei niitä ole voitu toistaiseksi mitata.

Bosoneilla on kokonaislukuspin. Luonnon perusvuorovaikutuksia välittävät mittabosonit ja massan arvellaan liittyvän Higgsin bosoniin. Standardimallin mukaan alkeisbosoneita ovat:

Nimi	Varaus (e)	Spin	Massa (GeV)	Voima, jota välittää
Fotoni	0	1	0	Sähkömagnetismi
W±	±1	1	80,4	Heikko voima
Z0	0	1	91,2	Heikko voima
Gluoni	0	1	0	Vahva voima
Higgsin bosoni	0	0	125-126	Katso alla

LHC:n CMS- ja ATLAS-kokeet ovat ilmoittaneet löytäneensä hiukkasen, joka vastaa Higgsin bosonia. Sen spin ja sähkövaraus vastaavat standardimallin ennustetta, mutta sen vuorovaikutuksista muiden hiukkasten kanssa on toistaiseksi vain vähän tietoa. Standardimallin Higgsin mekanismissa Higgsin kentän spontaani symmetriarikko synnyttää massiivisen Higgsin bosonin. Alkeishiukkasten sisäiset massat (erityisesti massiivisten W^±- ja Z⁰-bosonien) selitetään vuorovaikutuksina kyseisen kentän kanssa. Higgsin bosoni vuorovaikuttaa kaikkien massallisten hiukkasten (myös itsensä) kanssa.

Supersymmetriset teoriat ennustavat myös joidenkin hiukkasten olemassoloa. Yhtään niistä ei kuitenkaan oltu vielä vuoteen 2007 mennessä löydetty.

• Neutraliino (spin-½) on superpositio eräistä neutraaleista standardimallin superpartnerihiukkasista. Neutraliino on hyvä ehdokas pimeän aineen hiukkaseksi. Varattujen bosonien superpartnereista muodostuneita hiukkasia kutsutaan vastaavasti chargiinoiksi.
• Fotiino (spin-½) on nimitys fotonin epäfysikaaliselle superpartnerille.
• Gravitiino (spin-³⁄₂) on gravitoni-bosonin superpartneri supergravitaatioteorioissa.
• Sleptonit ja skvarkit (spin-0) ovat Standardimallin fermionien supersymmetrisiä partnereita.

Muut teoriat ennustavat muun muassa seuraavanlaisia hiukkasia.

• Gravitonin (spin-2) arvellaan välittävän gravitaatiota kvanttigravitaatioteorioissa.
• Graviskalaari (spin-0) ja gravifotoni (spin-1).
• Aksioni (spin-0) on pseudoskalaari hiukkanen, joka esiintyy Peccei-Quinn-teoriassa vahvan CP-ongelman ratkaisemiseksi.
• Saksioni (spin-0, skalaari, R-pariteetti=1) ja aksiino (spin-1/2, R-pariteetti = −1) muodostavat yhdessä aksionin kanssa supermultipletin Peccei-Quinn-teorian supersymmetrisessä laajennuksessa.
• X-bosoni, anti-X-bosoni, Y-bosoni ja anti-Y-bosoni ovat hiukkasia, jotka jotkin suuret yhtenäisteoriat ennustavat.
• Magneettinen fotoni.
• Steriileitä neutriinoita tarvitaan joissakin standardimallien laajennuksissa. Niitä tarvittaneen LSND-tulosten selittämiseksi.
• Peilihiukkasten olemassaolon ennustavat teoriat, jotka säilyttävät pariteettisymmetrian.
• Magneettinen monopoli on hiukkanen, jolla on nollasta eroava magneettinen varaus. Eräät suuret yhtenäisteoriat ennustavat niiden olemassaolon.
• Takyoni on hypoteettinen hiukkanen, joka kulkee valoa nopeammin ja jolla on imaginaarinen lepomassa.
• Preoniksi sanotaan hypoteettisia kvarkkien, leptonien ja mittabosonien sisäisiä alkeishiukkasia, mutta hiukkaskiihdytimissä ei ole todistettu niiden olemassaoloa.
• Säikeeksi sanotaan hypoteettisia kvarkkien, leptonien ja bosonien sisäisiä alkeishiukkasia, jotka eivät ole pistemäisiä. Hiukkaskiihdytimissä ei ole todistettu niiden olemassaoloa.