a) Các đặc trưng của hạt sơ cấp:
+ Khối lượng nghỉ m0 (hay năng lượng nghỉ E0 = m0c2). + Điện tích Q, Q = ± e, e là điện tích nguyên tố, hoặc Q = 0.
+ Spin: mỗi hạt sơ cấp có momen động lượng riêng và momen từ riêng, đặc trưng cho chuyển động nội tại và bản chất của hạt. Momen này được đặc trưng lượng tử spin, kí hiệu s.
êléctron, prôtôn, nơtron có spin s = 1/2; photon có spin s = 1.
+ Thời gian sống trung bình T: có 4 hạt không phân rã gọi là các hạt bền (prôton, êléctron, phôtôn, nơtrino), còn tất cả các hạt khác không bền và phân rã thành hạt khác, riêng nơtron thời gian sống dài, khoảng 932s, còn lại thời gian sống ngắn cỡ 10-24 đến 10-6s.
b) Phân loại hạt sơ cấp: Người ta thường sắp xếp các hạt sơ cấp đã biết thành các loại theo khối lượng tăng dần: phôtôn; leptôn; mêzôn và barion. Mêzôn và barioon có tên chung là hađrôn.
Hađrôn gồm mêzôn, nuclon và hipêrôn còn gọi chung là barion.
c) Tương tác của các hạt sơ cấp là tương tác hấp dẫn; tương tác điện từ; tương tác yếu là tương tác chịu trách nhiệm trong phân rã β (Ví dụ: n → p + e- + ν); tương tác mạnh là tương tác giữa các hađrôn như tương tác giữa các nuclôn tạo nên hạt nhân.
d) Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp gồm hạt và phản hạt. Phản hạt có cùng khối lượng
nghỉ và spin như hạt nhưng có các đặc trưng khác bằng về trị số và trái dấu.
Trong quá trình tương tác của các hạt sơ cấp, có thể xảy ra hiện tượng huỷ một cặp “hạt + phản hạt” có khối lượng nghỉ khác 0 thành các phôtôn, hoặc, cùng một lúc sinh ra một cặp “hạt + phản hạt” từ những phôtôn:: e- + e+→γ + γ; γ + γ→ e- + e+.
e) Tất cả các hađrôn đều cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn, gọi là quac. Có 6 loại quac (kí hiệu là u, d, s, c, b, t), và các hạt quac mang điện tích
3 e ± , 3 e 2
± . Các hạt quac đã được quan sát thấy trong thí nghiệm,
nhưng đều ở trạng thái liên kết, chưa quan sát được hạt tự do.
Các barion: là tổ hợp của ba hạt quac. prôtôn là tổ hợp của (u, u, d), nơtrn là tổ hợp của (u, d, d)..