Inom partikelfysik är en generation en del av klassificeringen av elementarpartiklar som hänvisar till grundläggande fermioner ( kvarkar och leptoner ). Partiklar av olika generationer skiljer sig endast i massa och smak ; alla fundamentala interaktioner och kvanttal är identiska. Enligt Standardmodellen finns det bara tre generationer.
Varje generation har två leptoner och två kvarkar. Två leptoner är en lepton med en elektrisk laddning −1 (liknande en elektron) och en neutral (neutrino); av de två kvarkarna har den ena en laddning på −1/3 (av typen d-quark), och den andra +2/3 (av typen u-quark).
Den första generationen inkluderar: elektron , elektronneutrino , d-quark och u-quark . Den andra generationen inkluderar: myon , muon neutrino , s-quark och c-quark . Den tredje generationen inkluderar: tau lepton , tau neutrino , b-quark och t-quark .Varje medlem av nästa generation har en massa som är större än motsvarande partikel i den föregående (för neutrinos förblir detta bara ett antagande, den omvända masshierarkin utesluts inte experimentellt). Till exempel har en första generationens laddade lepton (elektron) en massa på endast 0,511 MeV / c 2 , en myon (andra generationen) har en massa på 106 MeV/c 2 och en taulepton (tredje generationen) har en massa på 1777 MeV/c 2 (nästan två gånger tyngre än en proton).
Alla vanliga atomer innehåller partiklar av den första generationen. Elektronerna omger atomkärnan , som består av protoner och neutroner , som innehåller u- och d-kvarkar. Den andra och tredje generationen av laddade partiklar finns inte i vanlig materia och observeras endast under förhållanden med mycket höga energier. Neutrinos av alla generationer genomsyrar universum, men interagerar sällan med vanlig materia.
Möjligheten av existensen av den fjärde (femte, etc.) generationen är till viss del utesluten genom experiment. Till exempel, om det fanns nya generationer av (relativt lätta) fermioner associerade med Z-bosonen , skulle den senare ha en större sönderfallsbredd än mätt experimentellt (det sammanfaller med det teoretiskt förutspått för tre generationers fall). Följaktligen är nästa generationer av elementära fermioner möjliga endast om deras medlemmar har en massa som är större än hälften av massan av Z-bosonen och/eller inte interagerar med den. Dessutom överensstämmer tre generationer av lätta neutriner med det observerade kosmologiska överflödet av helium.