쿼크가 무엇인지, 어떻게 발견되었으며 쿼크 모델이 무엇인지 설명합니다. 또한, 다른 아원자 입자.
쿼크는 중성자와 양성자보다 작은 입자입니다.쿼크는 무엇입니까?
쿼크 또는 쿼크는 일종의 아원자 입자 의 범주에 속하는 원소 페르미온, 그리고 강력한 상호 작용이 문제 원자핵의. 그 이름은 소설에서 따왔다. 피네건스 웨이크 아일랜드 작가 제임스 조이스.
쿼크는 그 입자를 양성자 와이 중성자 그들은 강입자라고 불리는 다른 유형의 작은 입자뿐만 아니라 만들어집니다.
이러한 용어는 혼란스러울 수 있지만 쿼크가 무엇인지 알기 위해 그러한 기술적 수준에서 용어를 이해할 필요는 없습니다. 쿼크의 가장 작은 입자입니다. 문제, 네 가지 기본 물리적 힘과 자유롭게 상호 작용합니다. 중력, 전자기력, 강한 핵력 및 약한 핵력.
경입자와 함께 쿼크는 물질을 구성하는 가장 중요한 요소입니다. 물질이 있는 것처럼 반물질, 쿼크와 반쿼크도 있습니다.
또한 쿼크에는 여섯 가지 유형 또는 "맛"이 있습니다. 따라서 물질의 모든 중간자와 바리온, 즉 200개 이상의 서로 다른 아원자 입자는 강력한 상호 작용으로 결합된 세 가지 다른 쿼크(또는 반쿼크)(baryon) 또는 쿼크-반쿼크(중간자)를 결합하여 구축할 수 있습니다. .
쿼크의 발견
수십 년 동안 양성자, 중성자, 전자 그것들은 물질의 기본 입자였습니다. 즉, 그들보다 작은 것은 존재할 수 없었습니다.
그러나 소위 핵자(중성자와 양성자, 핵의 거주자)에 대한 연구는 원자)는 그 크기가 전자의 크기보다 훨씬 크며 차례로 더 작고 단순한 것으로 구성될 것이라고 가정할 수 있음을 보여주었습니다. 쿼크는 그 질문에 답하기 위해 왔다.
동시에, 그것들은 완전히 독립적이기는 하지만 1964년 Murray Gell-Mann과 George Zweig에 의해 제안되었습니다. 이 과학자들은 원자핵에 있는 입자들 사이의 강한 상호작용의 본질에 의해 쿼크가 존재해야 할 필요성을 관찰했습니다.
게다가 그 속성의 많은 부분은 구조 내부 내부 양성자와 중성자. 따라서 세 개의 더 작은 입자가 존재합니다.쿼크 (그후쿼크, Zweig가 처음에 이름을 제안했지만에이스 또는 "에이스")전하 1/3 및 2/3 부하.
이 가설은 SLAC에서 실험적으로 테스트되었습니다(스탠포드 선형 가속기 센터 또는 나중에 "선형 가속기를 위한 스탠포드 센터". 그러나 실험에서는 양성자와 중성자를 구성할 수 있는 입자가 3개가 아니라 6개라는 점을 지적했습니다. 이 발견으로 Taylor, Kendall 및 Friedman은 1990년 노벨 물리학상을 받았습니다.
쿼크 모델
쿼크의 각 유형은 특정 특성을 가지고 있습니다.오늘날 우리가 다루는 물질의 표준 모델 내에서 쿼크는 물질에서 가장 단순한 위치를 차지합니다.
결합하는 쿼크의 유형에 따라 6가지 유형의 쿼크(또는 맛, "Flavors"), 각각은 전하를 정의하는 "양자 수"가 부여됩니다.
- 위에 (위로). 양자수로 isospin +1/2가 부여됩니다.
- 아래에 (아래에). 양자수로 isospin -1/2가 부여됩니다.
- 매력(매력). 퀀텀 넘버로 매력 +1 부여.
- 이상한 (이상한). 양자수로서 기이함 -1을 부여받음.
- 중지 (맨 위) 또는 진실(진실). 우월감 부여(정상) +1.
- 맨 아래 (맨 아래) 또는 아름다움(아름다움). 열등감 부여(바닥) -1.
이 모든 것이 매우 이상하게 보이고 비디오 게임에서 튀어나온 것처럼 보일 수 있지만, 이 작은 입자가 삼중항 또는 삼중항으로 모여 다른 유형의 더 큰 아원자 입자를 형성한다고 생각하면 쿼크 모델 내에서 의미가 있습니다.
전하의 합이 정수가 되면 강입자를 형성합니다.
그러나 여기에 덧붙여 쿼크는 세 가지 유형의 전하를 더 가질 수 있습니다.색상". 그러나 실제로 색상에 관한 것은 아니지만 과학자들이 이 속성에 붙인 이름은 일종의 친화성이며 강한 핵 인력을 담당합니다("글루온"이라는 또 다른 입자를 통해).
이러한 색상은 파란색, 녹색 또는 빨간색이 될 수 있으며, 예를 들어 전자(렙톤형 입자)와 중성자 및 양성자를 구별하는 것입니다. 후자는 쿼크로 구성되어 있지 않고 강한 핵 상호 작용을 느끼지 않지만 약한 .
이 모델에 따르면 물질의 기본 입자는 쿼크와 렙톤입니다.
기타 아원자 입자
다른 유형의 아원자 입자는 다음과 같습니다.
- 페르미온. 보손과 함께 반정수 스핀 또는 각운동량(1/2, 3/2 등)을 갖는 것이 특징인 물질의 기본 입자입니다. 페르미온에는 쿼크와 렙톤의 두 가지 유형만 있습니다.
- 렙톤 그것들은 1/2 스핀(+ 또는 -)이 부여된 페르미온의 한 유형이며 쿼크와 달리 물질의 강력한 핵 상호 작용을 경험하지 않습니다. 경입자에는 전자, 뮤온, 타우스, 전자 중성미자, 뮤온 중성미자 및 타우 중성미자의 6가지 유형이 있습니다. 처음 3개는 +1 또는 -1 전하를 띠고 나머지 3개는 0 전하를 가집니다.
- 보손스. 페르미온과 함께 정수 스핀(0, 1, 2 등)을 갖는 것이 특징인 물질의 기본 입자이며 파울리 배타 원리를 따르지 않습니다. 보존의 예는 광자, 글루온 또는 중력자, 즉 알려진 힘을 포함하는 입자입니다.
- 메손. 그들은 강한 핵 상호 작용에 반응하는 보손, 즉 정수 스핀 0 또는 1의 강입자이므로 쿼크-반쿼크 상태에 따라 쿼크로 구성됩니다.
- 바리온 3개의 쿼크로 구성되어 있으며 그 대표적인 예가 중성자와 양성자이지만 매우 불안정한 다른 유형도 있습니다.