物理學 에서 앞선 粒子 또는 프리온 (preon)은 現在 基本粒子로 알려진 쿼크 , 렙톤 , 무게 있는 게이지 保存 을 基本粒子가 아닌 結合體로 볼 때, 이를 構成하는 假想의 粒子를 일컫는다.

모델에 따라 2~6個의 基本 앞선 粒子들을 가지고 現在 觀測되는 쿼크와 렙톤의 物理量(量子數)을 어느 程度 說明할 수 있다. 그러나 아직까지 받아들여지고 있는 프레온 모델은 없다.

目標 [ 編輯 ]

粒子 物理學의 標準 模型 에 依하면 現在까지 알려진 基本 粒子는 物質 粒子로 쿼크와 렙톤, 그리고 힘을 媒介하는 粒子로 SU(3)xSU(2)xU(1) 君의 게이지 保存이다.

• 쿼크는 6個의 맛깔(flavor)이 있고, 各各의 맛깔에 對해 3個의 色깔을 띤다. 그러나 더 正確히는 왼쪽과 오른쪽 카이랄을 띠는 쿼크로 또 分類할 수 있기 때문에 모두 合하여 6x3x2 = 36個가 있다고 볼 수 있다.
• 렙톤 亦是 6個의 香이 있고 이들은 3個의 電子(電子, 뮤온, 타우온)와 3個의 뉴트리노가 있다. 왼쪽과 오른쪽 카이랄을 考慮할 때, 電子들만 兩쪽 카이랄이 있기 때문에 모두 合하여 6x3+3x3 = 27個가 있다.

따라서 物質을 이르는 쿼크와 렙톤은 모두 45個이다. 이 觀點에서 볼 때, 基本粒子의 個數는 相當히 많다고 볼 수 있으며, 이들을 더 單純한 基本 粒子로 說明하는 것이 프레온의 目標이다. 모델에 따라 2個에서 6個까지의 프레온이 이들 모두를 說明한다고 본다.

프리온 모델을 決定하는 데에는, 觀察되는 쿼크와 렙톤의 量子數 를 說明할 수 있는 可能性이 重要하게 作用된다. 어떤 粒子의 量子數는 標準模型의 殿下 와(색깔, 電氣 殿下 等), 스핀 , 質量 等이 있다. 基本粒子의 스핀은 基本粒子의 固有한 性質이지만, 基本粒子들의 組合으로 誘導된 粒子는 全體 角運動量 의 合이 誘導粒子의 스핀이 된다. 酸素 原子의 스핀은 0이며, 세슘 原子의 스핀은 1(플랑크 常數의 單位로)인데, 이들을 이루고 있는 陽性子(스핀 1/2)와 中性子(스핀 1/2)의 스핀들의 組合으로 이루어진다. 마찬가지로 스핀 1/2人 粒子와 스핀 0인 粒子가 結合하면 角運動量이 1/2이 되며, 스핀 1/2人 粒子 3個가 結合할 境遇, 全體 스핀은 1/2이나 3/2街 될 수 있다.

特徵 [ 編輯 ]

• 쿼크와 렙톤의 3個의 世代를 說明한다. 앞선입자들의 組合은 限定되어 있기 때문에 有限한 個數의 反復된 쿼크와 렙톤을 얻을 수 있다. 그러나 많은 境遇, 더 많은 不規則한 世代를 豫測하기도 하며, 團地 不規則하지만 보이지 않는 世代는 무겁기 때문에 보이지 않는다고 說明한다.
• 弱한 相互作用 을 媒介하는 W와 Z保存 을 앞선입자들의 組合으로 說明한다.
  • 따라서 이들이 媒介하는 弱한 相互作用은 SU(2)群에 基盤한 게이지 힘일 必要가 없다.
  • 힉스 粒子가 存在할 必要가 없다.

里숀 [ 編輯 ]

하라리(Harari)와 슈페(Shupe)가 1979年 提唱한 모델이다. 프레온 모델에서 가장 널리 알려진 모델이다. 두 個의 페르미온이 있으며, 이들은 모두 色깔 그룹인 SU(3)의 3을 이룬다.

듀네-프레드릭손-한손 모델 [ 編輯 ]

90年代 末 以後로 只今까지 硏究되고 있는 모델은 듀네(Dugne), 프레드릭손(Fredriksson), 한손(Hansson)等이 硏究하고 있는 3個의 프레온 모델이다. 이들을 所謂 三位一體(trinity)模型이라고도 부른다.

이들은 基本 粒子로 3個의 프레온 ${\displaystyle \alpha ,\beta ,\delta }$를 想定한다. 이들은 모두 標準 模型의 色깔 그룹인 SU(3)의 3를 이루며, 어떤 다른 超色相에 依해 結合하는 스핀 1/2人 페르微溫 이다. SU(3)에서는 두個의 3이 反對稱으로(antisymmetric) 텐서結合하면 3*이 되므로, 色깔에 對해서는 半 앞선입자와 같으나, 電氣 殿下 는 두 앞선입자의 合이며, 스핀은 0이 된다.

批判 [ 編輯 ]

프레온 모델들은 아직까지 다음과 같은 質問에 對答하지 못한다.

• 基本 프레온들이 어떻게 結合하는가. 이들을 묶는 超色깔 (hypercolor)은 어떤 性質을 갖는가.
• 미리粒子의 組合은 쿼크와 렙톤의 物理量(量子數)을 거의 잘 나타내지만, 一般的으로 쿼크와 렙톤 말고도 다른 粒子들을 豫測한다. 왜 프레온의 어떤 結合體만 觀測되고, 다른 結合體는 觀測되지 않는가.
• 쿼크와 렙톤 等이 가벼우면서도 작게 만들어야 하는데, 不確定性 原理 에 依하면 작게 만들기 힘들다. ^[1] 아울러 이들에게 質量을 어떻게 주는가.
• 어떤 動力學(dynamics)를 갖는가.
• 果然 프레온이 더 簡單한가.

各州 [ 編輯 ]