Perhe (hiukkasfysiikka)

Aineen kolme perhettä

Tyyppi	Ensimmäinen	Toinen	Kolmas
Kvarkit
ylätyypin	u-kvarkki	c-kvarkki	t-kvarkki
alatyypin	d-kvarkki	s-kvarkki	b-kvarkki
Leptonit
varattu	elektroni	myoni	tau
varaukseton	elektronin neutriino	myonin neutriino	taun neutriino

Hiukkasfysiikan standardimalliin kuuluu kolme aineen perhettä, joista jokainen sisältää kaksi kvarkkia (ylöstyypin ja alastyypin) ja kaksi leptonia (varattu ja varaukseton). Jokaisen perheen samantyyppisiin hiukkasiin vaikuttavat samat perusvuorovaikutukset, mutta niiden massat eroavat toisistaan.

Massahierarkia

Jokaisen korkeampaan perheeseen kuuluvan hiukkasen massa on suurempi kuin sen alempaan perheeseen kuuluvan vastineen. Mahdollisena poikkeuksena tähän sääntöön ovat neutriinot, joiden massoja ei ole mitattu kokeellisesti (neutriinoilla tiedetään olevan pieni, mutta nollasta poikkeava massa). Esimerkiksi ensimmäisen sukupolven elektronin massa on vain 0,511 MeV/c², toisen sukupolven myonin massa on 106 MeV/c² ja kolmannen sukupolven taun massa on 1 777 MeV/c², mikä on lähes kaksi kertaa protonin massa. Korkeampien perheiden hiukkaset hajoavat alempien perheiden hiukkasiksi, ja maailmankaikkeuden vakaa aine koostuukin yksinomaan ensimmäisen perheen hiukkasista. Korkeampien perheiden hiukkasia tavataan vain erittäin korkeaenergiaisissa ympäristöissä, kuten kosmisissa säteissä ja hiukkaskiihdyttimissä.