우주를 구성하는 입자 쿼크(Quark)

쿼크(/kwærk, kwærk/)는 기초 입자의 일종으로 물질의 기본 성분이다. 쿼크는 결합하여 하드론이라고 불리는 복잡한 입자를 형성한다.하드론은 가장 안정된 양성자와 중성자로, 핵의 성분이다. 쿼크는 색감소로 알려져 있기 때문에 고립되지 않는다.쿼크는 중원(양자, 중성자 등)과 중원을 포함하는 하드론이나 쿼크 글루온 플라즈마에서만 발견된다.[nb1] 이러한 이유로 쿼크에 대해 알려진 것 중 상당수는 하드론의 관찰에서 비롯된다.

쿼크는 전하, 질량, 색전하, 스핀 등 다양한 고유의 특성을 가지고 있다. 입자 물리학의 표준 모델에서. 네 가지 기본 상호작용(전자파력, 중력, 강한 상호작용, 약한 상호작용)을 모두 경험하는 것으로 알려진 유일한 기초 입자이며, 전하가 기본 전하의 일체형 배수가 아닌 유일한 기초 입자다.

맛이라고 불리는 쿼크의 종류는 6가지가 있다.위로, 아래로, 이상하게, 매력적으로, 아래로, 위로. 상하의 쿼크는 모든 쿼크 중에서 질량이 가장 낮다. 무거운 쿼크는 입자가 붕괴되는 과정을 통해 상하의 쿼크로 빠르게 변화한다.즉, 고질량 상태에서 저질량 상태로의 변환이 수행된다. 따라서 상하의 쿼크는 일반적으로 안정적이며 우주에서 가장 흔하다.반면에 이상하고 매력적이며 바닥과 위 쿼크는 고에너지 충돌(우주선, 입자 가속기 등)에 의해서만 생성된다. 각 쿼크 향미에는 앤티크라고 하는 대응되는 종류의 항정신병 물질이 있으며, 그 특성(전하 등)의 일부는 동일하지만 반대 기호가 있다는 점에서만 쿼크와 다르다.

쿼크 모델은 물리학자 머레이 저메인과 조지 즈바이그가 1964년 독자적으로 제안했다. 쿼크는 하드론의 주문 계획의 일환으로 도입되었으며, 1968년 스탠포드 선형 가속기 센터에서 깊은 비탄성 산란 실험이 실시되기 전까지는 그들의 신체 존재에 대한 증거가 거의 없었다. 가속기 실험은 여섯 가지 맛을 모두 보여줄 수 있는 증거를 제공했다. 페르밀라브에서 관측된 최초의 상단 쿼크는 1995년에 발견되었다.

쿼크 모델은 물리학자 머레이 저메인과 조지 즈바이그가 1964년 독자적으로 제안했다. 1961년 게르만인이 '8배법'으로 알려진 입자 분류 시스템을 개발한 직후, 이 제안은 SU(3)의 맛 대칭성에 의해 합리화되었다. 물리학자인 유발 노이만은 같은 해 팔중길과 같은 자신만의 계획을 개발했다. 사카타의 모델은 조직에서의 초기 시도를 허용했다.

쿼크 이론이 제안되었을 때, "입자 동물원"에는 많은 해드론이 포함되어 있었다. 저메인과 즈웨이는 그들이 기본적인 입자가 아니라 쿼크와 골동품의 조합으로 구성되어 있다고 가정한다. 이들의 모델에는 상·하·이상한 세 종류의 쿼크가 포함됐으며 스핀·충전 등의 속성을 갖고 있었다. 그 제안에 대한 물리학계의 초기 반응은 엇갈렸다. 쿼크가 물리적 실체인지, 아니면 당시에는 완전히 이해되지 않은 개념을 설명하는 데 사용되는 단순한 추상화인지에 대한 특별한 논의가 있었다.

1년도 안 돼 게르만-즈바이크 모델의 확대가 제안됐다. 셸던 리 글래쇼와 제임스 바이켄은 쿼크의 네 번째 맛의 존재를 예측하고 "매력적"이라고 불렀다. 이 추가는 약한 상호작용(Quark 붕괴를 위한 메커니즘)을 더 잘 설명할 수 있고, 알려진 쿼크의 수는 알려진 렙톤 수와 동등할 수 있으며, 알려진 메손의 질량을 정확하게 재현하기 위한 질량 공식이 암시될 수 있기 때문에 제안된다.