입자 물리학에서 표준 모형 17개 입자

20세기 초반 물리학자들은 양성자, 중성자, 전자가 물질의 기본 구성입자라고 생각해왔습니다.

하지만 1930년부터 1940년대까지 많은 입자들이 발견되었고, 그 수는 200개에 달했습니다.

머리 갤만은 1960년대 초에 세 종류의 쿼크를 생각했고, 이 입자 표준모형의 출발점으로 삼았습니다.

오늘날의 과학자들은  원자보다 작은 원자 구성  기본 입자인 쿼크는

1) 서로 다른 여섯 가지의 쿼크가 있으며, 모두 질량이 다르다는 것을 알게 되었습니다.

이 6개의 쿼크는 업(up) 쿼크, 다운(down) 쿼크, 참(charm) 쿼크, 스트레인지(strange) 쿼크, 톱(top) 쿼크,

바텀(bottom) 쿼크로 구분되었습니다. 업, 참, 톱 쿼크는 2/3의 전하량을 가지고 있고,

다운, 스트레인지, 보텀 쿼크는 -1/3의 전하량을 가집니다. 또한 모든 쿼크는 정지질량이 다릅니다.

업 쿼크는 1.7~3.3MeV/c2의 질량을 가지고 있고, 다운 쿼크는 4.1~5.8MeV/c2의 질량,

참 쿼크는 1180~1340MeV/c2의 질량, 스트레인지 쿼크는 80~130MeV/c2의 질량,

톱 쿼크는 160800~174200MeV/c2의 질량, 바텀 쿼크는

4110~4370MeV/c2의 질량을 가지고 있습니다.

양성자와 중성자는 업 쿼크와 다운 쿼크의 조합으로 이루어져 있습니다.

2) 전자보다 작은 전자 기본 단위 입자는  렙톤이라 불리는 여섯 가지 종류의 입자가 있습니다.

렙톤은 강한 상호작용에는 영향을 받지 않는 아주 가볍다는 의미로 경입자라고 하기도 합니다.

이 렙톤에는 전자와 뮤온, 타우온과 전자 중성미자, 뮤온 중성미자, 타우온 중성미자가 있습니다.

전자는 아시다시피 -e를 띄고 있는 입자이고 뮤온 또한 전자와 같게 전하량은 -e를 띄고 있습니다.

다른 점은 전자보다 큰 질량을 가지고 있다는 것입니다. 타우온은 똑같이

-e의 전하량을 띄고 있고 이 셋 중 가장 무겁습니다.

또한 나머지 3개는 중성미자로 중성미자는 전하를 띄지 않고 중력과 약력에만 상호작용을 합니다.

남은 기본 입자는 보손입니다.

3) 보손의 특징은 페르미온과 달리 파울리-베타 원리를 만족하지 않아 상태가 겹칠 수 있습니다.

보손은 기본 상호작용을 매개하는 게이지 보손이 있고 스핀이 0인 스칼라 보손이 있습니다.

게이지 보손에서 글루온은 강력을 매개합니다. 강입자를 구성하는 쿼크를 풀로 붙인 듯이 묶

어놓는 역할을 합니다.

광자는 전자기력을 매개하고 W 보손과 Z 보손은 약한 상호작용을 매개하는 입자입니다.

마지막으로 스칼라 보손에는 힉스 입자가 있습니다. 1964년 영국의 이론물리학자인

피터 힉스가 자발적 대칭성 깨짐(힉스 메커니즘)을 통해 설명하기 위해 도입한 개념으로,

반드시 존재해야 할 새로운 장을 주장했습니다. 질량을 받는 모든 입자들은 질량을

받아야 하기 때문에 이러한 장에 포합됩니다. 이 힉스 입자는 힉스 힘을 전달하는 매개입니다.

​

​