蓋耳－曼－西島法則

　　聯繫強子的電荷、同位旋和奇異數的法則。20世紀50年代以前，人們所熟知的強子是電荷雙重態的核子(質子p和中子n)和電荷三重態的π介子(π⁺、π^o和π^-)。一個電荷多重態內不同成員具有不同的電荷，但品質很接近，強相互作用性質密切相關。對此，人們引入同位旋的概念加以描述。一個多重態內的粒子具有相同的總同位旋量子數<I和不同的同位旋投影量子數I₃。這時，粒子的電荷和同位旋投影I₃之間存在一定的關系，可由下式來概括

， (1)

其中N為重子數。對於核子N＝1(反核子N＝-1)，π介子N＝0。

　　在發現奇異粒子之後，M.蓋耳－曼與西島和彥提出，上面的關系式應作適當改變以便把奇異粒子包括進去。

， (2)

式中Y是超荷算符

Y＝N＋S

N為重子數，S為奇異數。反粒子同相應的粒子有相同的I，而I₃、N、S都相反（因而Y和Q也相反）。

　　1974年以後，粒子物理中又陸續發現瞭新的強相互作用守恒量子數──粲數(c和底數(B)。相應地， 蓋耳-曼-西島公式(2)也要作進一步的擴充

。 (4)

按照強子結構的誇克模型，強子的各種強相互作用守恒量子數，包括同位旋、重子數、奇異數、粲數以及底數等，都由所組成的誇克的量子數決定。現已“發現”的誇克有五種（不考慮色自由度）這就是上誇克u、下誇克d（它們組成基本的同位旋雙重態）、奇異誇克s、粲誇克c和底誇克b。很多理論還預言至少存在一種更新的頂誇克t，相應於一個更新的量子數──頂數T，並且實驗上已觀察到 t誇克存在的跡象。誇克的各種量子數如表所示。誇克的重子數為1/3。反誇克與誇克有相同的I，相反的N、I₃、S、C、B、T和Q。

誇克的各種量子數