物理學 에서 基本 粒子 (基本粒子, elementary particle)는 다른 粒子를 構成하는 가장 基本的인 素粒子 를 말한다. 基本 粒子와 그 相互作用을 硏究하는 物理學의 分課는 粒子 物理學 이다.

더 以上 쪼갤 수 없는 窮極의 單位라는 뜻으로 볼 때에는 絶對的인 基本 單位를 생각할 수 있겠지만, 果然 가장 基本이 되는 單位가 存在하는지는 確實하지 않다. 歷史的으로 分子, 原子, 原子核 等이 各各 基本 粒子라고 생각했지만, 새로운 發見을 통해 이들이 더 작은 粒子 組合하여 說明할 수 있는 構造를 가지고 있기 때문에 언제나 새로운 基本 粒子가 提示되어 왔다.

現在, 實驗에 依해 가장 작은 單位라고 생각하는 基本 粒子는 標準模型 의 쿼크 와 렙톤 , 게이지 보손 과 힉스 보손 이다. ^[1] 그러나 이들 亦是 構造를 가지고 있다고 보는 理論들이 있다 ( 프리온 理論).

歷史 [ 編輯 ]

歷史的으로, 데모크리토스 는 萬物이 連續的이지 않고, 더 以上 나눌 수 없는 알갱이로 만들어졌다고 主張하였다 (原子論). 그는 이 假說的인 알갱이를 原子 라고 불렀다. 以後 化學의 發展에 따라, 化學的인 過程으로 더 以上 쪼갤 수 없는 알갱이를 原子라고 부르게 되었다. 그러나 以後 各種 物理的인 方法으로 原子를 쪼갤 수 있다는 事實이 發見되었다. 어니스트 러더퍼드 는 原子가 電子와 原子核 으로 만들어졌다는 事實을 밝혔으며, 以後 原子核 또한 陽性子 와 中性子 로 만들어졌다는 事實이 밝혀졌다. 그 後, 陽性子와 中性子마저 쿼크 와 글루온 이라는 素粒子로 이루어졌다는 間接的인 證據가 發見되었다. 아직까지 電子와 쿼크는 內部 構造를 가진다는 證據가 없다.

基本 粒子에 對한 아이디어는 20世紀 初 " 兩者 " 槪念에 依해 發展된 것으로 電磁氣波 에 對한 知識이 蓄積되고 量子力學 이 定立되면서 急激히 發展하였다. 基本 粒子 發見은 原子核 을 이루는 陽性子 , 中性子 等의 하드론 과 中間者 같은 하드론 의 物理的 特性에 依해 豫見되었으며 以後 보손 과 페르微溫 의 觀測이 이루어졌다.

性質 [ 編輯 ]

모든 基本 粒子는 푸앵카레 軍 의 表現 을 이룬다. 이에 따라 모든 基本 粒子는 네 가지의 量子數 , 卽 스핀 (J), 反轉性 (P), 殿下켤레對稱 性 (C), 質量 (m)을 가진다. 이 中 P와 C는 ±1 이고, 스핀은 精髓 또는 半整數 의 값을 가진다. 오직 質量만이 任意의 量의 失手 나 0의 값을 가질 수 있다. 이 밖에도 粒子가 다른 對稱을 表現하면 (卽 게이지 보손 과 相互作用하면) 이에 따른 量子數를 가진다. 例를 들어, 電磁氣 相互作用을 하는 粒子는 電磁氣力의 U(1) 對稱에 따라 殿下 라는 量子數를 가지고, 色力 으로 相互作用하는 粒子는 色이라는 量子數, 略歷 으로 相互作用하는 粒子는 弱한 아이소스핀 과 弱한 超電荷 라는 量子數를 가진다.

와인버그-위튼 整理 에 依하여, 특수한 境遇를 除外하고 모든 基本 粒子의 스핀은 0, ½, 또는 1이다. 여기서 특수한 境遇는 스핀 1½의 超重力子 와 스핀 2의 重力子 를 말한다. (勿論 基本 粒子가 아닌 合成 粒子는 任意의 整數 또는 半整數의 스핀을 가질 수 있다.) 스핀이 0인 粒子는 스칼라 보손 [또는 類似 스칼라 (pseudoscalar) 보손], 스핀이 ½인 粒子는 페르微溫 , 스핀이 1人 粒子는 벡터 보손 이라고 부른다.

例를 들어 現在까지 發見된 基本 粒子 中 렙톤 과 쿼크 는 페르微溫 이고, 게이지 보손 은 벡터 보손이다. 2012年 7月 4日 유럽의 LHC에서 發見된 것으로 보이는 히그스 보손 은 스칼라 步손일 것이라고 豫測하고 있으나 確實하지 않다.

標準 模型 [ 編輯 ]

 이 部分의 本文은 標準 模型 입니다.

標準 模型은 强力 과 略歷 그리고 電磁氣力 의 힘을 한가지로 統一한 理論이다. 標準 模型에는 12 種類의 基本 페르微溫 과 12 種類의 基本 보손 , 이들 各各에 對한 反粒子 , 그리고 2012年 發見된 것으로 確實視되는 힉스 보손 이 있다.

같이 보기 [ 編輯 ]

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基本 粒子

• 아원자 粒子
• 粒子物理學
• 粒子의 目錄

各州 [ 編輯 ]