쿼크

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 , "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.
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