물리2 수준의 지식 [양자역학에 들어가기 전 '입자' 개념]

[물리2] 입자 파트 기본 적인 개념 정리

 

핵자-> 핵을 이루는 입자

입자-> 경입자(lepton,랩톤) : 핵력과 무관 -> ex) 전자

 

핵력은 + 원자 핵 내의 핵 끼리의 힘을 이르는 표현이다.

 

톰슨에 의해 ‘전자’ 가 발견되고, 골드슈타인에 의해 ‘양성자’ 가 발견되고 , 채드윅에 의해 ‘중성자’ 가 발견되고 , 러더퍼드에 의해 ‘원자핵’ 이 발견됨.

(러더퍼드가 제안하기를, 이 질량이 양성자 질량의 2배 더라. 그래서 채드윅이 그걸 찾아낸 거다)

 

중성자가 발견되던 해에 미국에서 엔더슨이 ‘양전자’ 를 발견함 (전자는 전자인데 + 를 띄는 전자다…원자에는 양전자가 존재하지 않는다.)

 

디렉이 그 전에 ‘반입자’ 설을 예언했었다. (엔더슨이 우주로부터 날라온 입자로부터 양전자를 찾아냈고 말이다.)

‘양전자’ 는 일반 상태에서는 존재할 수가 없다. 이건 바로 전자와 합쳐져서 2r 광자가 되어 버린다.

 

 

1934년도 즈음에 ‘핵’ 속에, 핵자들을 뭉쳐 있게 만드는 무언가가 있을 것이라 생각함 -> ‘중간자’ 를 예언한 것이다…어떤 일본인이…-> 이게 중간자(파이온) 으로서, 핵력의 매개체라고 본다.

 

양성자,중성자-> ‘중입자’ 다. (여기서 ‘중’ 은 무거울 ‘중’ 자다.) , 중간자에서 ‘중’ 은 가운데 ‘중’ 자를 쓴다. 질량이 양성자와 중성자의 중간인 입자인 것이다.

 

앤더슨이 ‘뮤온’ 을 발견해 냄 -> 전자보다 질량이 훨씬 크다.

 

중성미자-> 지금도 이게 뭔지 잘 모른다. (베타 붕괴시, E 보존을 성립시키기 위해 뭔가 필요한데, 그래서 파울리가 질량도 없고, 전하량도 없고 , 보이지도 않고 단지 E를 지닌 무언가를 상정하기에 이름) -> neutrino(중성 작은 입자) -> 이 이름은 페르미노가 지어줌  (이게 30년 후에 실험적으로 증명됨)

 

전자에 대한 중성미자 -> Ve , 뮤온에 대한 중성미자 -> Vu , 타우에 대한 중성미자 -> Vt

 

[입자동물원] 뭔가 규칙이 있을 거라 믿고, 미국의 머리겔만이 이 모든 것들의 기본 입자로 ‘쿼크’ 를 가정함. 실험적으로 밝혀짐

 

‘중입자는 쿼크 3개로 이뤄짐’

 

Up 쿼크, down 쿼크, strange 쿼크 , charm 쿼크, bottom 쿼크 , top 쿼크 로 총 6가지다.

 

 

(쿼크는 ‘부수전하’ 다.) (주로는 up, down 쿼크만을 논한다) (U,C,T 쿼크는 + 2/3 을 띄고 , D ,S , C 는 -1/3 전하를 띈다.) (bottom 과 top 쿼크는 수명도 짧고 존재하기가 어렵다.)

 

‘중간자’ 는 쿼크와 반쿼크(반입자)로 이뤄짐

양성자는 +1 이 되어야 하므로, u,d 3개로 조합을 해 보자. (u,u,d)

 

중성자는 0이 되어야 하므로 u,d,d 라는 조합으로 만들 수 있다.

 

전자와 핵 간의 매개체가 ‘광자’ 다. 그리고 핵 간의 매개체가 바로 ‘중간자’ 다.