람다 중입자

"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. 람다 중입자의 종류
4. 하이퍼핵
5. 람다 중입자와 중성 시그마 중입자의 비교
참조

1. 개요

람다 중입자는 1947년 우주선과의 상호작용에서 처음 발견된 입자이다. 람다 중입자는 업 쿼크, 다운 쿼크, 그리고 세 번째 쿼크로 구성된 중입자로, 세 번째 쿼크의 종류에 따라 중성 람다 중입자, 맵시있는 람다 중입자, 바닥 람다 중입자로 분류된다. 중성 람다 중입자는 스트레인지 쿼크를 포함하며, 맵시있는 람다 중입자는 참 쿼크, 바닥 람다 중입자는 바닥 쿼크를 포함한다. 람다 중입자는 중성 시그마 중입자와 쿼크 구성이 같지만, 아이소스핀, 질량, 수명에서 차이를 보인다.

2. 역사

1947년 우주선에서 최초의 기묘한 입자인 전하를 띤 케이온이 발견된 후, 1951년 스페인의 라파엘 아르멘테로스, 영국의 클리퍼드 버틀러 등은 두 종류의 중성 기묘 입자를 추가로 발견했다. 이는 오늘날의 중성 케이온과 기묘한 람다에 해당한다.^[2]

당시 이론에 따르면 람다 입자는 매우 짧은 반감기(약 10^-23 초)를 가져야 했지만, 실험 결과 람다 입자는 그보다 훨씬 긴 수명(약 10^-10 초)을 보였다.^[5]^[15] 이는 "기묘도"라는 새로운 특성 때문이며, 기묘 쿼크의 발견으로 이어졌다.^[5] 또한, 이러한 발견은 가벼운 입자가 기묘도를 나타낼 경우 (입자 붕괴의 비약한 방법이 붕괴하는 중입자의 기묘도를 보존해야 하기 때문에) 그렇게 빨리 붕괴되지 않는다는 ''기묘도 보존'' 원리로 이어졌다.^[5]

멜버른 대학교의 V. D. 호퍼와 S. 비스와스는 1950년 10월 붕괴 생성물로 양성자를 갖는 중성 V 입자인 최초의 람다 중입자(Λ⁰)를 발견했으며, 이는 메손이 아닌 중입자로 올바르게 구별되었다.^[2] 이 입자는 10^-23 초 동안 존재할 것으로 예상되었지만,^[5] 실제로는 10^-10 초 동안 존재했다.^[15]

1974년과 1975년, 페르미 국립 가속기 연구소의 국제 연구팀은 맵시있는 람다 중입자 (Λ⁺_c)의 존재를 확인했다.^[6]^[7]

2011년, 토머스 제퍼슨 국립 가속기 연구소 연구팀은 Λ(1520)의 복소 에너지 평면 극 위치를 추출, 기존 값보다 작은 질량(1518.8 MeV)과 폭(17.2 MeV)을 보고했다.^[8]

3. 람다 중입자의 종류

람다 중입자는 업 쿼크(u), 다운 쿼크(d), 그리고 세 번째 쿼크로 구성된다. 세 번째 쿼크의 종류에 따라 람다 중입자의 종류가 결정된다.^[27]^[28]^[29]

람다 중입자의 종류^[27]^[28]^[29]
이름	기호	구성 쿼크	질량 (MeV/c²)	J^P	Q (e)	S	C	B'	T	평균 수명 (s)
중성 람다 중입자	$\Lambda^0$	uds	1,115.683 ± 0.006	⁺	0	−1	0	0	0
맵시있는 람다 중입자	$\Lambda_c^+$	udc	2,286.46 ± 0.14	⁺	+1	0	+1	0	0
바닥 람다 중입자	$\Lambda_b^0$	udb	5,620.2 ± 1.6	⁺	0	0	0	−1	0
꼭대기 람다^†	$\Lambda_t^+$	udt	—	⁺	+1	0	0	0	+1	—

^† 아직 발견되지 않음. 표준 모형에 따르면 탑 쿼크(t)를 포함하는 람다 중입자( $\Lambda_t^+$ )는 존재할 수 있지만, 탑 쿼크의 극도로 짧은 수명 때문에 관측되지 않을 것으로 예상된다.

3. 1. 중성 람다 중입자 (Λ⁰)

Neutral lambda baryon^영어 (Λ⁰)는 업 쿼크(u), 다운 쿼크(d), 스트레인지 쿼크(s)로 구성된 중성 중입자이다. (uds)^[27] 질량은 MeV/''c''²이며,^[24] 아이소스핀은 0, 스핀-패리티는 1/2⁺이다.^[27] 전하는 중성이며, 기묘도는 -1이다.^[27] 평균 수명은 초이며,^[15] 주로 양성자와 π^- 또는 중성자와 π⁰으로 붕괴한다.^[15]

중성 스트레인지 중입자 비교^[20]
입자 이름	기호	쿼크 구성	정지 질량 (MeV/c²)	I	J^P	Q (e)	S	C	B′	T	평균 수명 (s)	일반적으로 붕괴되는 곳
람다^[15]				0	⁺	0	−1	0	0	0		또는
시그마^[20]			1,192.642 ± 0.024	1	⁺	0	−1	0	0	0		(100%)

중성 람다 중입자는 1950년 10월 멜버른 대학교의 V. D. 호퍼와 S. 비스와스에 의해 처음 발견되었다.^[2] 이들은 우주선에 의해 생성되었고 약 21336.00m 상공의 풍선에 실린 사진 유제에서 탐지되었다.^[4] 붕괴 생성물로 양성자를 갖는 중성 V 입자였으며, 메손이 아닌 중입자로 올바르게 구별되었다.^[2] 이는 1947년 로체스터와 버틀러에 의해 발견된 K 중간자와는 종류가 달랐다.^[3]

이 입자는 동안 존재할 것으로 예상되었지만,^[5] 실제로는 동안 존재했다.^[15] 이렇게 오랫동안 존재하게 하는 특성은 ''기묘도''라고 불리며 기묘 쿼크의 발견으로 이어졌다.^[5] 또한, 이러한 발견은 ''기묘도 보존''이라는 원리로 이어졌으며, 이 원리에 따르면 가벼운 입자는 기묘도를 나타낼 경우 (입자 붕괴의 비약한 방법이 붕괴하는 중입자의 기묘도를 보존해야 하기 때문에) 그렇게 빨리 붕괴되지 않는다.^[5]

3. 2. 맵시있는 람다 중입자 (Λ⁺_c)

맵시있는 람다 중입자(

\Lambda_c^+

)는 업 쿼크(u), 다운 쿼크(d), 참 쿼크(c)로 구성된 입자이다. (udc)^[28]^[16]^[25]

성질	값
질량	2286.46 ± 0.14 MeV/c²
아이소스핀 (I)	0
스핀-패리티 (J^P)	⁺
전하 (Q)	+1 e
기묘도 (S)	0
맵시도 (C)	+1
바닥도 (B')	0
꼭대기성 (T)	0
평균 수명	(2.00 ± 0.06) × 10⁻¹³ s

3. 3. 바닥 람다 중입자 (Λ⁰_b)

바닥 람다 중입자(

\Lambda_b^0

)는 업 쿼크(u), 다운 쿼크(d), 바닥 쿼크(b)로 구성된 입자이다.^[29]^[18]^[26] 질량은 약 5620.2 MeV/c²,^[29]^[18]^[26] 아이소스핀은 0, 스핀-패리티는 1/2⁺이다.^[29] 전하는 중성이며, 기묘도와 맵시는 0, 바닥성은 -1이다.^[29] 평균 수명은 약 1.409 × 10^-12 초이다.^[29]^[18]^[26]

이름	기호	구성 쿼크	질량 (MeV/c²)	I	J^P	Q (e)	S	C	B'	T	평균 수명 (s)
바닥 람다^[29]	$\Lambda_b^0$	udb	5620.2 ± 1.6	0	1/2⁺	0	0	0	-1	0	1.409^+0.055_−0.054 × 10⁻¹²

4. 하이퍼핵

람다 중입자는 하이퍼핵이라고 불리는 원자핵에서도 관찰되었다. 하이퍼핵은 일반적인 핵과 같은 수의 양성자와 중성자를 포함하지만, 하나 또는 드물게는 두 개의 람다 입자를 포함한다.^[9] 이 경우, 람다는 핵의 중심부로 들어가는데, 양성자나 중성자가 아니므로 파울리 배타 원리의 영향을 받지 않는다. 람다는 강한 핵력을 통해 핵을 더 단단하게 묶는 역할을 한다. 리튬 동위 원소 ()에서 람다 중입자는 핵을 19% 더 작게 만들었다.^[10]

5. 람다 중입자와 중성 시그마 중입자의 비교

중성 람다 중입자(Λ⁰)와 중성 시그마 중입자(Σ⁰)는 모두 업 쿼크(u), 다운 쿼크(d), 스트레인지 쿼크(s)로 구성되어 있다. 그러나 중성 시그마 중입자는 아이소스핀이 1인 반면, 중성 람다 중입자는 아이소스핀이 0이다. 또한, 중성 시그마 중입자의 질량이 더 크고 수명이 훨씬 짧으며, 주로 람다 중입자와 광자로 붕괴한다.^[2]

참조

_[1] 논문 Review of Particle Physics
_[2] 논문 Evidence Concerning the Existence of the New Unstable Elementary Neutral Particle
_[3] 논문 Evidence for the Existence of New Unstable Elementary Particles
_[4] 서적 Inward Bound https://archive.org/[...] Oxford University Press
_[5] 웹사이트 The Strange Quark http://hyperphysics.[...]
_[6] 논문 Eric Henry Stoneley Burhop 31 January 1911 – 22 January 1980 1981-11
_[7] MSc The Band Spectra of Diatomic Molecules http://trove.nla.gov[...] University of Melbourne
_[8] 논문 Properties of the Lambda(1520) resonance from high-precision electroproduction data 2010
_[9] 웹사이트 Media Advisory: The Heaviest Known Antimatter http://www.bnl.gov/r[...] bnl.gov 2013-03-10
_[10] 간행물 The Incredible Shrinking Nucleus http://physics.aps.o[...] 2001-03-01
_[11] 논문 Top quark physics at hadron colliders https://cds.cern.ch/[...]
_[12] 웹사이트 Baryons http://pdg.lbl.gov/2[...] Lawrence Berkeley Laboratory
_[13] 논문 Heavy Baryons
_[14] 서적 Elementary Particles and their Interactions: Concepts and phenomena Springer-Verlag
_[15] 웹사이트 Lambda http://pdg.lbl.gov/2[...] Lawrence Berkeley Laboratory
_[16] 웹사이트 Charmed Lambda http://pdg.lbl.gov/2[...] Lawrence Berkeley Laboratory
_[17] 웹사이트 Charmed lambda+ http://pdg.lbl.gov/2[...] Lawrence Berkeley Laboratory
_[18] 웹사이트 Bottom Lambda http://pdg.lbl.gov/2[...] Lawrence Berkeley Laboratory
_[19] 웹사이트 Bottom Lambda0 http://pdg.lbl.gov/2[...] Lawrence Berkeley Laboratory
_[20] 논문 Review of Particle Physics https://academic.oup[...] 2020-08-14
_[21] 웹사이트 The Strange Quark http://hyperphysics.[...]
_[22] 웹사이트 Particle summary tables - Baryons http://pdg.lbl.gov/2[...] 2008
_[23] 문서 1994
_[24] 웹사이트 Particle listings http://pdg.lbl.gov/2[...] 2008
_[25] 웹사이트 Particle listings http://pdg.lbl.gov/2[...] 2008
_[26] 웹사이트 Particle listings http://pdg.lbl.gov/2[...] 2008
_[27] 웹사이트 Particle listings – Lambda http://pdg.lbl.gov/2[...] 2008
_[28] 웹사이트 Particle listings – Charmed Lambda http://pdg.lbl.gov/2[...] 2008
_[29] 웹사이트 Particle listings – Bottom Lambda http://pdg.lbl.gov/2[...] 2008

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