쿼크

쿼크는 물리학에서 물질을 구성하는 기본적인 입자 중 하나입니다. 쿼크는 더 작은 구성 요소로 나눌 수 없는 기본 입자로 알려져 있으며, 강한 상호작용을 하는 유일한 기본 입자입니다. 쿼크는 홀로 존재할 수 없으며, 글루온이라는 또 다른 기본 입자를 매개로 하여 다른 쿼크들과 결합하여 하드론이라는 복합 입자를 형성합니다.

종류

쿼크는 여섯 종류가 있으며, 이를 '플레이버(flavor)'라고 부릅니다. 각 플레이버에는 해당하는 반쿼크가 존재합니다. 쿼크의 종류는 다음과 같습니다.

• 위 쿼크 (up quark, u): 전하 +2/3 e
• 아래 쿼크 (down quark, d): 전하 -1/3 e
• 맵시 쿼크 (charm quark, c): 전하 +2/3 e
• 기묘 쿼크 (strange quark, s): 전하 -1/3 e
• 꼭대기 쿼크 (top quark, t): 전하 +2/3 e
• 바닥 쿼크 (bottom quark, b): 전하 -1/3 e

여기서 e는 기본 전하량입니다.

특성

쿼크는 스핀 1/2을 가지는 페르미온이며, 색전하(color charge)라는 양자수를 가집니다. 색전하는 쿼크가 강한 상호작용을 하는 데 중요한 역할을 합니다. 쿼크는 전하, 질량, 색전하 외에도 다양한 물리적 특성을 가지고 있습니다.

하드론

쿼크는 홀로 존재할 수 없기 때문에, 다른 쿼크나 반쿼크와 결합하여 하드론을 형성합니다. 하드론은 크게 바리온과 중간자로 나눌 수 있습니다.

• 바리온 (Baryon): 쿼크 세 개로 구성된 입자입니다. 양성자와 중성자가 대표적인 바리온입니다.
• 중간자 (Meson): 쿼크 하나와 반쿼크 하나로 구성된 입자입니다. 파이온과 케이온이 대표적인 중간자입니다.

표준 모형

쿼크는 렙톤과 함께 표준 모형을 구성하는 기본 입자 중 하나입니다. 표준 모형은 현재까지 알려진 모든 기본 입자와 그 상호작용을 설명하는 가장 성공적인 이론입니다.

참고 문헌

• Griffiths, David J. (2009). Introduction to Elementary Particles. Wiley-VCH.
• Halzen, Francis; Martin, Alan D. (1984). Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics. John Wiley & Sons.