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素粒子 物理學의 標準 模型
標準 模型 의 基本 粒子
背景 粒子物理學 標準 模型 兩者章論 게이지 理論 自發 對稱 깨짐 힉스 메커니즘
構成 要素 電氣·藥 作用 兩者 色力學 쿼크 섞임
制限 事項 强한 相互作用의 CP 問題 階層 問題 中性微子 振動 參照: 標準 模型 以後의 物理學
科學者 러더퍼드   · 톰슨   · 채드윅   · 사티엔드라 나트 보스   · 에나칼 찬디 수다르샨   · 고시바   · 데이비스   · K. 앤더슨   · 페르미   · 디랙   · 파인먼   · 루비아   · 겔만   · 이휘소   · 켄들   · 테일러   · 프리드먼   · 파월   · P. 앤더슨   · 글래쇼   · 판데르메이르   · 카寓言   · 嬾夫   · 체임벌린   · 카비보   · 슈워츠   · 펄   · 마요라나   · 와인버그   · 里正다오   · 워드   · 압두스 살람   · 고바야시   · 마스카와   · 양전닝   · 유카와   · 엇호프트   · 펠트만   · 그로스   · 폴리處   · 윌첵   · 크로닌   · 避치   · 밴블렉   · 힉스   · 앙글레르   · 로버트 브라于   · 헤이건   · 구럴니크   · 톰 발터 倍네르맨 키블   · 팅   · 릭터
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粒子物理學 (粒子物理學, particle physics )은 普通 物質 과 放射線 等 自然의 基本 粒子를 硏究하는 物理學 의 分野 中 하나이다. 現在의 解釋으로는 粒子는 兩者長 을 가지고 있으며 力學에 따라 상호작용한다는 것이다. 비록 粒子라는 單語가 많은 物體를 뜻하지만(양성자, 氣體 粒子, 甚至於는 家庭의 먼지 等), 粒子物理學이라는 用語는 普通 宇宙의 基本 粒子 物體를 硏究하는 것을 意味한다. 이는 粒子 觀察을 說明하고 定義하기 위해 必要하며, 다른 重要 分野와의 組合으로는 說明할 수 없는 分野이다. 基本 長과 力學의 現在 設定은 標準 模型 이라는 理論으로 要約되어 있으며, 粒子物理學은 크게 標準 模型을 構成하고 있는 粒子 硏究와 可能한 擴張 硏究로 나뉜다.

原子의 構成 粒子 [ 編輯 ]

現代 粒子物理學 硏究는 電子 , 陽性子 , 中性子 (陽性子와 中性子는 重粒子 로 불리며 쿼크 로 이루어져 있음)같은 아원자 粒子 硏究와, 光子 , 中性微子 , 뮤온 뿐만이 아닌 넓은 範圍의 異質的 粒子 의 放射性 減衰 와 産卵 硏究 等 두 가지에 焦點을 맞추고 있다.

具體的으로, 粒子라는 用語는 粒子物理學이 量子力學 의 支配를 받기 때문에 古典力學에서는 잘못된 用語이다. 따라서, 특정한 狀況에서 波動 이 粒子같은 性質을 띌 때와 같은 波動-粒子 二重性 現象을 說明할 수 없다. 보다 技術的 側面에서, 힐베르트 空間 의 量子 狀態벡터 로 說明하며, 이 空間은 兩者章論 에서 處理하고 있다. 粒子物理學의 規則에 따라, "基礎 粒子"는 電子나 光子같은 잘 알려진 類型의 粒子뿐 아니라 波動 屬性을 가지고 있는 粒子도 包含되어 있다.

모든 粒子와, 그 粒子와 相互作用하는 粒子는 兩者章論에 따라 記述되며 標準 模型 內에 있다. ^[1] 標準 模型에는 總 61個의 基本 粒子가 있다. ^[2] 이 基本 粒子들은 합쳐져서 上位의 粒子가 될 수 있으며, 1960年代 以後에 이런 上位 粒子들 數百個가 發見되었다. 標準 模型은 現在까지 거의 모든 實驗에서 맞는 것으로 判斷하고 있다. 그러나, 大部分의 粒子들은 自然的으로는 不完全히 說明되며, 모든 것의 理論 같은 더욱 根本的인 理論 開發을 기다리고 있다. 最近 몇 年 동안, 中性微子 의 質量 測定 結果 標準 模型과 實驗的인 誤差가 있는 것이 確認되었다.

歷史 [ 編輯 ]

現代 物理學
${\displaystyle {i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\Psi (\mathbf {r} ,\,t)={\hat {H}}\Psi (\mathbf {r} ,\,t)}}$ 슈뢰딩거 方程式
創始者 막스 플랑크   · 알버트 아인슈타인
分野들 特殊 相對性 理論   · 一般 相對性 理論   · 量子力學   · 量子 電氣力學   · 兩者 色力學   · 兩者章論   · 標準 模型   · 粒子物理學   · 核物理學   · 原子 分子 狂 物理學   · 凝集物質物理學   · 量子統計力學   · 플라스마 物理學   · 宇宙論   · 兩者 重力   · 끈 理論
科學者들 빌헬름 콘라트 뢴트겐   · 앙리 베크렐   · 헨드릭 로런츠   · 막스 플랑크   · 피에르 퀴리   · 빌헬름 빈   · 마리 퀴리   · 아르놀트 조머펠트   · 어니스트 러더퍼드   · 프레더릭 소디   · 헤이커 카메를링 誤너스   · 알버트 아인슈타인   · 프랭크 윌첵   · 막스 보른   · 헤르만 바일   · 닐스 보어   · 에르빈 슈뢰딩거   · 루이 드 브로이   · 막스 폰 라우에   · 사티엔드라 나트 보스   · 아서 콤프턴   · 볼프강 파울리   · 어니스트 월턴   · 엔리코 페르미   · 遼河너스 디데릭 판데르 발스   · 베르너 하이젠베르크   · 프리먼 다이슨   · 피터르 제이만   · 헨리 모즐리   · 다비트 힐베르트   · 쿠르트 괴델   · 파스쿠알 요르단   · 폴 디랙   · 유진 위그너   · 스티븐 호킹   · 필립 워런 앤더슨   · 조지 패짓 톰슨   · 앙리 푸앵카레   · 존 휠러   · 爐底 펜로즈   · 로버트 앤드루스 밀리컨   · 嬾夫 요이치로   · 존 폰 노이만   · 피터 힉스   · 오토 한   · 리처드 파인만   · 里正다오   · 필리프 레나르트   · 압두스 살람   · 헤라르뒤스 엇호프트   · 존 스튜어트 벨   · 머리 겔만   · 조지프 존 톰슨   · 찬드라세카라 病카打 라만   · 윌리엄 로런스 브래그   · 존 바딘   · 윌리엄 쇼클리   · 제임스 채드윅   · 어니스트 로런스
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歷史的으로 볼 때 탈레스 의 質問에서 나온 생각, 卽 모든 것은 물이다 라는 命題가 具體的인 形態-"모든 物質은 不勞되어 있다"는 哲學者 헤라클레이스토스의 主張에서 根本한 것이라 推定되기도 하여 科學보다는 哲學에 가까웠던 時節이다.-의 科學의 始作이라고 볼 수도 있지만 近代的인 意味에서의 科學은 갈릴레오 갈릴레이 의 理論에서부터 始作했다고 할 수 있다.

모든 物質 에 對한 생각은 적어도 紀元前 6世紀부터 基本 粒子 로 構成되어 있다는 생각이 나왔다. ^[3] 原子論 에 對한 哲學的 敎理와 素粒子의 本性은 레우키포스 , 데모크리토스 , 에피쿠로스 等 古代 그리스 哲學者 들이 硏究하기 始作했다. 카나다 , 디그나가 , 다르마키르티 等의 古代 印度 哲學者 , 이븐 알하이삼 , 이븐 詩나 , 가잘리 等의 무슬림 科學者들, 가상디 , 보일 , 뉴턴 等의 近代 初期 유럽 의 科學者 들도 硏究했다. 빛 의 粒子說은 이븐 詩나, 이븐 알하이삼, 뉴턴, 가상디 等이 支持했다. 이런 初期 아이디어들은 實驗 이나 經驗的 證據 보다는 抽象 , 哲學 에 가까웠다.

19世紀 돌턴 은 自身의 理論인 化學兩論 을 利用하여 自然의 要素 各各이 固有한 한 種類의 粒子로 構成되어 있다는 結論을 내렸다. 돌턴과 그의 同時代人들은 自然은 基本 粒子로 構成되어 있다고 믿었고 이 이름을 그리스어 로 "나눌 수 없는"을 意味하는 'atomos'를 딴 'atoms'이라는 이름을 붙였다. ^[4] 그러나, 이 世紀 後半에 物理學者들은 事實 原子가 가장 작은 基本 粒子가 아니며 더 작은 粒子가 있다는 것을 發見했다. 20世紀 初 核物理學 및 量子力學 의 絶頂에 達할 때 1939年 마이트너 가 한 의 實驗에 基盤을 두어 核分裂 을 證明하고, 같은 해 베테 가 核融合 을 證明했다. 이 發見은 다른 原子로부터 한 原子를 만들어내는 産業을 活性化시켰고, 收益性은 없지만 크라에소포에아 도 可能하다. 또한, 이같은 發見으로 核武器 開發을 主導했다. 1950年代부터 60年代까지 衝突 實驗으로 다양한 粒子들이 發見되었다. 이것으로 인해 粒子 動物園 이라는 用語가 붙었다. 이 用語는 1970年代 많은 數의 粒子가 相對的으로 적은 基本 粒子로 說明할 수 있는 標準 模型 이 發見되면서 使用하지 않게 되었다.

統一場 理論을 向하여 [ 編輯 ]

粒子 物理學 뿐 아니라 모든 物理 法則은 複雜한 事實을 單純한 說明으로 묶는 作業이었다. 이런 脈絡에서 物理學은 統一 理論 의 追求라고 할 수 있다. 뉴턴 力學 은 天體 物理學 과 地表面의 落下 運動 의 統一 理論이고, 맥스웰 의 電磁氣 理論은 電氣 와 自己 를 統合한 理論이다. 또한 標準 模型 은 電磁氣力 과 弱한 相互作用 을 統合한 理論이므로 前略歷 의 理論이라고도 한다.

現在 가장 큰 이슈가 되고 있는 統一 理論은 對 統一 理論 (Grand Unified Theory:GUT)라고 불리는 것으로, 標準 模型의 모든 힘을 하나의 힘으로 統合하는 것이다. 標準模型의 基盤이 리 臺數 의 變換性質이므로 더 큰 單純 리臺數 로 힘을 記述하는 作業이라 할 수 있다.

여기에 重力까지 統合하는 理論을 假稱 모든 것의 理論 (Theory of Everything:TOE)라고 한다. 이에 對한 候補로 끈理論 이 있다.

大規模 實驗裝置 [ 編輯 ]

粒子物理學의 實驗은 基本粒子를 찾는 일이다. 基本的으로 현대의 粒子 實驗 物理學은 어니스트 러더퍼드 의 産卵 實驗 을 擴張한 것이다. 卽 아주 速度가 높은 粒子를 對象이 되는 物質과 衝突시켜서 發生하는 破片들을 分析하고 거꾸로 再構成한 뒤 對象 物質의 構造를 알아내는 것이다. 더 작은 構造를 알기 위해서는 더욱 速度가 높은 粒子들이 必要하다. 이를 爲해 粒子 加速器 를 使用하는데, 더 빠른 速度를 얻기 위해서는 더 큰 加速器가 必要하다. 現在 가장 큰 粒子 實驗 裝置는 스위스 와 프랑스 의 國境에 있는 유럽 粒子 物理 硏究所 (CERN)이다. 이 實驗裝置는 原形으로 생겼으며 지름이 8km에 이른다.

世界에 있는 實驗機關들은 다음과 같다:

• 유럽 粒子 物理 硏究所 (CERN), 프랑스와 스위스의 國境인 제네바 에 있다. 重要한 實驗은 LEP , 卽 巨大 電子 陽電子 衝突裝置이다. 이는 2001年에 中斷되었으며 LHC , 卽 巨大 하드론 衝突裝置로 업그레이드 되었다. 2010年 稼動을 始作하였으며, 2012年 7月에 힉스 보손 의 剛한 證據를 發見하였다. 小說 天使와 惡魔 의 舞臺가 되기도 했다.
• 獨逸 電子 싱크로트론 (DESY), 獨逸 의 함부르크 에 있다. 重要한 實驗은 HERA (하드론 電子 링 裝置)이며, 이는 電子 와 陽性子 를 衝突시키는 裝置이다.
• 스탠퍼드 線形 加速器 센터 (SLAC)는 美國의 멘로 파크에 있다. 主要 機構는 PEP-II이며 電子 와 陽電子 衝突 實驗을 主로 한다.
• 페르미랩 (Fermilab)는 美國의 시카고 隣近 바타비아에 있다. 現在 主要 機構는 테바트론(Tevatron))이고 陽性子와 反陽性子를 衝突시킨다. 이휘소 博士가 理論 그룹의 리더를 맡았던 곳이고, 김영기 博士가 CDF 實驗 그룹의 共同 代表로 在職했으며, 現在 硏究所 副所長을 맡고 있다.
• 브룩헤이븐 國立 硏究所 는 美國 롱 아일랜드에 있다. 主要 機構는 (最初의) 相對論的 무거운 이온 衝突機 이고, 金 과 같은 무거운 이온을 衝突시킨다.
• 아곤 國立 硏究所 는 美國 最初의 國立硏究所로 1946年 設立. 美 中部 일리노이 의 아곤에 所在. 시카고大學의 金屬工學科가 電信이며 現在 高에너지物理學 分野에서는 MINOS , CDF, ATLAS, ZEUS 等 다양한 實驗에 參與하고 있다.
• 부즈커 核物理 硏究所 이고 러시아의 노보시비르스크에 있다.
• 日本 高에너지 硏究所 (KEK) 日本의 쯔쿠바에 있다. 現在는 中性微子 振動 實驗인 K2K 와 B 中間子의 CP 非對稱性 을 재는 Belle 實驗이 進行되었고, 이 實驗의 性能을 向上시키는 作業이 進行 中이다.
• 日本 陽性子 加速器 硏究所 (J-PARC) 日本의 토가이무라에 있다. 日本 高에너지 硏究所 (KEK)와 日本 原子力 機構(JAERI)가 共同을 出資하여 만들어진 硏究所이다. 50 GeV 陽性子 衝突 加速器를 保有하고 있다. 이 加速器를 利用하여 中性微子 振動 實驗인 T2K 를 進行 中이며, 其他 核物理 및 粒子物理學 實驗이 進行 中이다. 2011年 東日本 大地震 으로 施設의 被害를 겪기도 했다.
• 中國 高에너지物理 아카데미 (IHEP) 中國의 北京에 있다. 現在 charm 中間者 實驗인 BES3 實驗이 進行 中이며, 이를 遂行하는 電子 陽電子 衝突裝置人 BEPC 가 있다.

더 보기 [ 編輯 ]

物理學 포털

• 原子物理學
• 高壓
• 高에너지 物理學 國際會議
• 量子力學 紹介
• 粒子物理學의 粒子加速器 目錄
• 粒子의 目錄
• 自己 홀極
• 마이크로 블랙홀
• 公明 (粒子物理學)
• 高에너지 物理學의 一貫性 原則
• 熱力學 理論의 局所的 一貫性
• 標準模型
• 스탠타드 物理學 情報 檢索 시스템 (SPIRES)
• 粒子物理學 年代記
• 非粒子物理學

• 粒子物理學과 表現論의 關係

各州 [ 編輯 ]

追加 資料 [ 編輯 ]

槪括的 著書

• Frank Close (2004) Particle Physics: A Very Short Introduction . Oxford University Press. ISBN   0-19-280434-0 .
• Close, Frank ; Marten, Michael; Sutton, Christine (2004). 《The particle odyssey: a journey to the heart of the matter》 . Oxford University Press. ISBN   9780198609438 .  
• Ford, Kenneth W. (2005) The Quantum World . Harvard Univ. Press.
• Oerter, Robert (2006) The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics . Plume.
• Schumm, Bruce A. (2004) Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics . Johns Hopkins Univ. Press. ISBN   0-8018-7971-X .
• Riazuddin, PhD . “An Overview of Particle Physics and Cosmology” . 《NCP Journal of Physics》 (Dr. Professor Riazuddin, High Energy Theory Group, and senior scientist at the National Center for Nuclear Physics) 1 (1): 50.   ^{[ 깨진 링크 ( 過去 內容 찾기 )]}
• Frank Close (2006) The New Cosmic Onion . Taylor & Francis. ISBN   1-58488-798-2 .
• 스티븐 와인버그, 아원자 粒子를 찾아서, 민음사.

專門的 著書

• Robinson, Matthew B., Gerald Cleaver, and J. R. Dittmann (2008) "A Simple Introduction to Particle Physics" - Part 1, 135pp. and Part 2, nnnpp. Baylor University Dept. of Physics.
• Griffiths, David J. (1987). 《Introduction to Elementary Particles》. Wiley, John & Sons, Inc. ISBN   0-471-60386-4 .  
• Kane, Gordon L. (1987). 《Modern Elementary Particle Physics》. Perseus Books. ISBN   0-201-11749-5 .  
• Perkins, Donald H. (1999). 《Introduction to High Energy Physics》. Cambridge University Press. ISBN   0-521-62196-8 .  
• Povh, Bogdan (1995). 《Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts》. Springer-Verlag. ISBN   0-387-59439-6 .  
• Boyarkin, Oleg (2011). 《Advanced Particle Physics Two-Volume Set》. CRC Press. ISBN   978-1-4398-0412-4 .  

外部 링크 [ 編輯 ]

위키미디어 共用 에 關聯된
미디어 分類가 있습니다.

粒子物理學

• Symmetry magazine
• Fermilab
• Particle physics ? it matters Archived 2011年 3月 9日 - 웨이백 머신 - the Institute of Physics
• Nobes, Matthew (2002) "Introduction to the Standard Model of Particle Physics" on Kuro5hin : Part 1, Part 2, Part 3a, Part 3b.
• CERN - European Organization for Nuclear Research
• The Particle Adventure - educational project sponsored by the Particle Data Group of the Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL)