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우주론

Quarks and Leptons (쿼크와 렙톤)

작성자뽀야|작성시간23.04.29|조회수661 목록 댓글 0

물질이라는 것은 두개의 기본적인 페르미온으로부터 만들어집니다. 페르미온은 쿼크와 렙톤을 말하는 것이죠. 쿼크라는 것은 소립자의 복합모델에서의 기본구성 입자의 한 종류입니다. 대부분의 물질은 양성자와 중성자로 이루어져 있는데, 이들이 다시 쿼크로 이루어져 있는 것입니다. 렙톤이란 것은 강한 상호작용을 하지 않는 소립자를 뜻합니다. 더 자세하게 살펴보겠습니다!

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쿼크(Quarks)

출처:Wikimedia Commons

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쿼크는 총 6가지 종류가 있습니다. up(위) 쿼크, down(아래) 쿼크, strange(야릇한) 쿼크, charm(맵시) 쿼크, bottom(바닥) 쿼크, top(꼭대기) 쿼크가 있으며, 이 여섯종류를 쿼크의 flavor(맛깔)이라고 합니다. 또, up과 down, strange와 charm, bottom과 top을 쌍으로 묶어서 각각 1세대, 2세대, 3세대라고 지칭하게 됩니다.

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이런 쿼크들은 모두 질량을 가지고 있는데, 세대가 올라갈수록 질량도 커지게 됩니다. 1세대가 제일 가볍고, 3세대가 제일 무겁게 되죠. up쿼크가 가장 가벼운데, 전자의 무게의 3-6배 정도 무겁고, 가장 무거운 top쿼크는 양성자보다 180배 정도 무겁습니다.

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또 쿼크에는 반쿼크(Antiquarks)라고 하는 것이 있습니다. 쿼크와 마찬가지로 6가지의 flavor가 있고, 쿼크의 flavor앞에 anti를 붙여주면 됩니다. antiup, antidown, antistrange 이런식으로 말이죠. 반쿼크는 말그대로 쿼크의 반입자이기 때문에, 반대된 부호의 전하를 가지고 있습니다.

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각 mass와 charge, 그리고 spin은 위의 그림을 참조하시면 되겠습니다 :)

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Baryon?

Baryon(바리온)은 세 개의 쿼크로 이루어진 페르미온입니다.

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Mesons?

쿼크와 반쿼크로 이루어져있는데, 같은 수의 쿼크와 반쿼크가 존재합니다.

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렙톤(Leptons)

출처:Wikimedia Commons

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렙톤도 마찬가지로 6가지의 종류가 있습니다. electron, muon, tau, 그리고 eletron neutrino, muon neutrino, tau neutrino가 있죠. 쿼크와 마찬가지로 이 여섯가지를 flavor로 표현하고, 또 비슷하게 electron과 electron neutrino, muon과 muon neutrino, tau와 tau neutrino를 묶어서 1세대, 2세대, 3세대로 지칭합니다.

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Neutrino는 중성미자라고 불리는데, 이름에서 유추할 수 있듯이 전하가 0이고, 매우 작은 질량을 갖고 있지만 정확한 값은 아직 알려진 바가 없습니다. 전하를 띠고 있는 electron, muon과 tau는 쿼크와 마찬가지로 세대가 올라갈수록 무게가 증가합니다.

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렙톤에도 반입자가 있습니다. 순서대로 양전자(Positron), 반뮤온(antimuon), 반타우(antitau), 전자 반중성미자(Electron antineutrino), 뮤온 반중성미자(muon antineutrino), 타우 반중성미자(tau antineutrino)라고 합니다.

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