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쿼크

last modified: 2015-04-07 20:34:31 by Contributors


Contents

1. 개요
2. 성질
3. 종류
3.1. 1세대 쿼크
3.1.1. 위 쿼크
3.1.2. 아래 쿼크
3.2. 2세대 쿼크
3.2.1. 맵시 쿼크
3.2.2. 기묘 쿼크
3.3. 3세대 쿼크
3.3.1. 꼭대기 쿼크
3.3.2. 바닥 쿼크


1. 개요

quark

기본 입자 중 한 종류.

어원은 제임스 조이스피네간의 경야에 나오는 문장인 "three quarks for Muster Mark"이다. 소설 속 이 문장의 의미에 대해서는 온갖 해석이 다 있다. 액체를 계량하는 단위인 쿼트(quart)의 변형으로 술을 권하는 장면이라는 해석도 있다.

현재 대한민국의 고1은 융합형 과학 1단원 빅뱅 때 배운다. 흠좀무[1]

2. 성질

쿼크에는 여섯 종류가 있으며, 반입자인 반쿼크까지 합하면 총 12종의 쿼크가 존재한다.
쿼크의 종류는 다음과 같다. 네이밍 센스가 매우 병맛이다 u d u u d

이름 기호 전하량(e) 질량(MeV/c^2)
위(up) u +2/3 1.7~3.3
아래(down) d -1/3 4.1~5.8
맵시(charm) c +2/3 1180~1340
기묘(strange) s -1/3 80~130
꼭대기(top) t +2/3 160800~174200
바닥(bottom) b -1/3 4110~4370

양자색역학에 따르면, 쿼크는 홀로 존재할 수 없고, 언제나 다른 쿼크들과 중입자와 중간자라는 입자를 구성하고있다. 이러한 이유로 쿼크의 질량은 정확한 값을 측정하기가 어렵다. 질량이 작은 쿼크일수록 추정질량의 오차가 커진다.
쿼크가 구성하는 강입자의 성질은 조합되는 쿼크의 종류와 수에 의해 결정되며, 항상 전하는 본전하의 정수배(-1, 0, 1, 2), 색전하는 빨강/초록/파랑이 하나씩 합쳐진 무색이다.
쿼크들의 스핀은 모두 1/2로, 페르미온에 속한다.

모든 쿼크는 자신의 반입자를 가지며, 이들을 반쿼크라고 한다. 반쿼크는 쿼크와 전하량이 반대가 되며, 나머지 성질은 동일하다.

글루온에 의해 매개되는 강한 상호작용에 영향을 받는다. 강한 상호작용은 네가지 기본 상호작용 중 가장 강한 힘으로, 원자핵을 결합시키고, 결합된 원자핵이 붕괴되지 않도록 유지한다. 물론 다른 기본 상호작용인 전자기 상호작용, 약한 상호작용, 중력 상호작용의 영향도 받는다.

3. 종류

3.1. 1세대 쿼크

3.1.1. 위 쿼크

모든 쿼크 중에서 가장 가벼운 쿼크. 아래 쿼크와 함께 원자핵을 구성하는 핵자를 이룬다. 모든 핵자는 하나 이상의 위 쿼크를 갖는다.

3.1.2. 아래 쿼크

두번째로 가벼운 쿼크. 위 쿼크와 함께 핵자를 이루며, 모든 핵자는 하나 이상의 아래 쿼크를 갖는다.

3.2. 2세대 쿼크

3.2.1. 맵시 쿼크

네번째로 가벼운 쿼크. 양성자보다 약간 무겁다. 처음에는 이름이 매력 쿼크였다(...).

3.2.2. 기묘 쿼크

세번째로 가벼운 쿼크. -1의 기묘도를 갖는다. 기묘도는 기묘 쿼크가 포함된 강입자가 갖는, 입자가 생성될 때는 보존되지만 붕괴할 때는 보존되지 않는 양자수의 하나로, 위 쿼크와 아래 쿼크로 이루어진 강입자에 비해 무거운 질량을 갖는데도 그 질량에 비해 붕괴속도가 매우 느리게 만든다. 한국에서 이름이 바뀌기 전엔 야릇한 쿼크였다(...).색기 담당

3.3. 3세대 쿼크

3.3.1. 꼭대기 쿼크

가장 무거운 쿼크. 질량이 금 원자와 비슷한 수준으로, 바닥 쿼크의 40배에 달한다. 무거운 질량으로 인해 매우 빨리 붕괴하며, 바닥 쿼크나 W 보존을 형성한다. 붕괴속도가 워낙 빨라서 쉽게 강입자를 이루지 않는다.넌 이미 붕괴되어있다.
처음에는 이름이 진리 쿼크(truth quark)였다.

3.3.2. 바닥 쿼크

다섯번째로 가벼운 쿼크. 질량이 양성자의 네 배에 달한다. 거의 모든 꼭대기 쿼크가 붕괴하면서 바닥 쿼크를 생성하기 때문에, 발견하기 쉬운 편이다.
처음에는 이름이 예쁨 쿼크(beauty quark)였다(...).
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  • [1] 교과서 상엔 6개 모두 나와 있긴 하나, 양성자/중성자 설명에 쓰이는 위/아래와 기묘도 설명할 때 쓰는 기묘를 제외한 3개는 그냥 장식(...)
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