위 쿼크

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요
2. 역사
3. 질량
4. 위 쿼크를 포함하는 강입자
- 4.1. 중간자
- 4.2. 중입자
5. 같이 보기
참조

1. 개요

위 쿼크는 쿼크 모형을 구성하는 기본 입자 중 하나이다. 1960년대에 머리 겔만과 조지 츠바이크에 의해 제안되었으며, 양성자, 중성자 등의 강입자를 설명하는 데 중요한 역할을 한다. 위 쿼크는 파이 중간자, 델타 입자를 포함한 다양한 강입자를 구성하며, 정지 질량은 약 1.8~3.0 MeV/c²로 추정된다.

더 읽어볼만한 페이지

쿼크 - 아이소스핀
아이소스핀은 핵자와 중간자를 분류하고 상호작용을 이해하기 위해 도입된 양자수로, 강력에 대한 양성자와 중성자의 유사한 상호작용에서 비롯되었으며, 쿼크 모형에서는 위 쿼크와 아래 쿼크를 섞는 대칭으로 설명되는 강한 상호작용의 SU(2) 대칭성을 나타낸다.
쿼크 - 아래 쿼크
쿼크는 강입자를 구성하는 기본 입자로, 쿼크 모형에서 처음 제안되었고 심층 비탄성 산란 실험을 통해 존재가 확인되었으며, 위 쿼크와 아래 쿼크는 핵자를 구성하는 요소이다.
기본 입자 - 전자
전자는 음전하를 띤 기본 입자로서 원자의 구성 요소이며 파동-입자 이중성을 가지고 양자역학으로 설명되며 전자기력, 약한 힘과 상호 작용하여 전자 현미경, 자유전자레이저, 반도체 기술 등에 활용된다.
기본 입자 - 광자
광자는 전자기파의 기본 입자이자 빛의 입자적 성질을 나타내는 양자이며, 전하를 띠지 않고 에너지와 운동량을 가지며 다양한 기술 분야에 응용된다.

위 쿼크
기본 정보
양성자 쿼크 구조
종류	기본 입자
그룹	쿼크
세대	1세대
상호작용	강한 상호작용, 약한 상호작용, 전자기력, 중력
반입자	반업 쿼크 ()
이론	머리 겔만 (1964), 조지 츠바이크 (1964)
발견	SLAC (1968)
붕괴	안정 또는 아래 쿼크 + 양전자 + 전자 중성미자
전하	+ e
색전하	있음
스핀	ħ
약한 아이소스핀	LH: +, RH: 0
약한 초전하	LH: +, RH: +

2. 역사

20세기 초, 입자 물리학 초창기에는 양성자, 중성자, 파이온과 같은 강입자들이 기본 입자로 여겨졌다. 그러나 새로운 입자들이 발견되면서 '입자 동물원'은 1930~1940년대에 몇 안 되던 입자에서 1950년대에는 수십 개로 늘어났다. 1961년 머리 겔만^[20]과 유발 네만^[21]이 각각 독자적으로 강입자를 팔정도(SU(3) 맛깔 대칭)로 분류하기 전까지는, 이 입자들의 관계는 불확실했다.

이 분류 체계는 강입자를 아이소스핀 다중항으로 분류했지만, 그 물리적 토대는 여전히 불명확했다. 1964년 머리 겔만^[22]과 조지 츠바이크^[23]^[24]는 독자적으로 위, 아래, 기묘 쿼크로 구성된 쿼크 모형을 제시했다.^[25] 그러나 이 쿼크 모형은 팔정도를 설명했지만, 1968년 SLAC에서 쿼크가 처음 발견될 때까지 쿼크 존재에 대한 직접적인 증거는 없었다.^[26]^[27] 심층 비탄성 산란 실험은 양성자에 세부 구조가 있음을 보였고, 양성자가 더 근본적인 입자 3개로 구성되어야 이 현상을 설명할 수 있었다. (즉 쿼크 모형을 인정)^[28]

처음에 사람들은 이 세 입자를 쿼크로 받아들이기보다 리처드 파인먼의 쪽입자 해석을 선호했지만,^[29]^[30]^[31] 시간이 흐르면서 쿼크 모형이 점차 받아들여졌다. (11월 혁명 참고)^[32]

3. 질량

위 쿼크의 정지 질량은 정확하게 결정되지 않았지만, 대략 1.8에서 3.0 MeV/c² 사이로 추정된다.^[19]^[15] 격자 QCD 계산을 통해 얻은 더 정확한 값은 2.01 ± 0.14 MeV/c²이다.^[33]^[16] 중간자나 중입자 내에서 측정되는 쿼크의 유효 질량은 글루온과의 결합 에너지 때문에 더 크게 측정된다.(질량-에너지 등가 참고) 위 쿼크의 질량은 매우 작기 때문에, 상대성 이론적 효과를 고려해야 정확한 계산이 가능하다.

4. 위 쿼크를 포함하는 강입자

위 쿼크는 아래 쿼크와 함께 핵자를 구성하는 쿼크이다. 양성자(uud)는 위 쿼크 2개와 아래 쿼크 1개로, 중성자(udd)는 위 쿼크 1개와 아래 쿼크 2개로 이루어져 있다.

4. 1. 중간자

머레이 겔만과 조지 츠바이크가 1964년에 쿼크 모형을 제창하면서 쿼크의 존재가 예측되었다.^[1] 1968년 SLAC의 심비탄성 산란 실험에서 핵자가 더 작은 물체로 구성되었다는 최초의 증거가 발견되었다.^[1]

양(+) 파이 중간자(π⁺)는 위 쿼크와 반다운 쿼크로 이루어진 메손이다.^[1] 음(-) 파이 중간자(π⁻)는 반 위 쿼크와 아래 쿼크로 이루어진 메손이며, 양 및 음 로 중간자 (ρ^±)도 이와 동일한 구성을 가진다.^[1]

중성 파이 중간자(π⁰)는 위 쿼크 - 반 위 쿼크와 아래 쿼크 - 반 아래 쿼크가 선형 결합된 메손이다.^[1] 중성 로 중간자(ρ⁰)나 오메가 중간자(ω)도 이와 동일한 구성을 가진다.^[1]

에타 중간자(η) 및 에타 프라임 중간자(η')는 위-반 위, 아래-반 아래, 기묘-반 기묘의 선형 결합으로 구성된다.^[1]

4. 2. 중입자

델타 입자(Δ)는 위 쿼크와 아래 쿼크만으로 구성된, 핵자와 비슷한 복합 입자이다. 이 외에도 많은 중입자가 위 쿼크를 1개 이상 포함하고 있다.

5. 같이 보기

참조

_[1] 논문 Review of Particle Physics http://pdglive.lbl.g[...]
_[2] 서적 The Eightfold Way Westview Press
_[3] 서적 The Eightfold Way Westview Press
_[4] 논문 A Schematic Model of Baryons and Mesons
_[5] 논문 An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking https://cds.cern.ch/[...]
_[6] 논문 An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II https://cds.cern.ch/[...]
_[7] 논문 Discovery of the Top Quark http://www.slac.stan[...] 2008-09-23
_[8] 논문 High-Energy Inelastic ''e''–''p'' Scattering at 6° and 10°
_[9] 논문 Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering
_[10] 웹사이트 The Road to the Nobel Prize http://www.hueuni.ed[...] Hue University 2008-09-29
_[11] 논문 Very High-Energy Collisions of Hadrons http://authors.libra[...]
_[12] 논문 CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects
_[13] 서적 Introduction to Elementary Particles John Wiley & Sons
_[14] 서적 An introduction to quantum field theory https://archive.org/[...] Addison–Wesley
_[15] 웹사이트 PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)' http://pdg.lbl.gov/2[...] Particle Data Group 2013-02-21
_[16] 웹사이트 Mass of the Common Quark Finally Nailed Down https://www.science.[...] Science Magazine "2010-04"
_[17] 웹사이트 PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)' http://pdg.lbl.gov/2[...] Particle Data Group 2010-08-11
_[18] 문서 핵자의 질량의 대부분은 쿼크를 결합하고있는 글루온 장의 에너지에 유래하고 있으며, 구성하는 쿼크의 질량의 합과는 큰 차이가있다.
_[19] 웹인용 PDGLive Particle Summary 'Quarks (u, d, s, c, b, t, b', t', Free)' http://pdg.lbl.gov/2[...] 입자물리 데이터 그룹 2013-02-21
_[20] 서적 The Eightfold Way Westview Press
_[21] 논문 Derivation of strong interactions from gauge invariance
_[22] 논문 A Schematic Model of Baryons and Mesons
_[23] 논문 An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking
_[24] 논문 An SU(3) Model for Strong Interaction Symmetry and its Breaking: II
_[25] 논문 Discovery of the Top Quark http://www.slac.stan[...] SLAC 2008-09-23
_[26] 논문 High-Energy Inelastic ''e''–''p'' Scattering at 6° and 10°
_[27] 논문 Observed Behavior of Highly Inelastic Electron–Proton Scattering
_[28] 웹인용 The Road to the Nobel Prize http://www.hueuni.ed[...] Hue University 2008-09-29
_[29] 논문 Very High-Energy Collisions of Hadrons
_[30] 논문 CTEQ6 Parton Distributions with Heavy Quark Mass Effects
_[31] 서적 Introduction to Elementary Particles https://archive.org/[...] John Wiley & Sons
_[32] 서적 An introduction to quantum field theory https://archive.org/[...] Addison–Wesley
_[33] 웹인용 Mass of the Common Quark Finally Nailed Down http://www.sciencema[...] Science Magazine "2010-04"

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com