입자 목록 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
이 글은 [[입자물리학]]에서 발견되었거나 존재할 것으로 추측된 '''입자들의 목록'''이다. 아래의 입자들 중 일부는 [[기본 입자]]이며, 나머지는 기본 입자들로 이루어진 합성 입자이다.

== 기본 입자 ==
기본 입자는 내부 구조가 없는, 물질을 구성하는 가장 기본적인 입자를 말한다. 이들은 [[양자장론]]의 핵심 연구 대상이 된다. 기본 입자들은 크게 정수의 절반 값의 [[스핀 (물리학)|스핀]]을 갖는 [[페르미온]]과 정수 스핀을 갖는 [[보손]]으로 나눌 수 있다.

=== 표준 모형 ===
[[표준 모형]]은 인류가 현재 이해하고 있는 소립자계의 현상을 하나의 이론으로 정리한 것이다. 표준 모형에 나오는 모든 입자는 관찰되었다.

==== 페르미온 ====
[[파일:Proton quark structure.svg|섬네일|200px|양성자는 2개의 위 쿼크와 1개의 아래 쿼크로 이루어져있다.]]
페르미온은 반홀수의 스핀을 갖고 있는데, 표준 모형에서 모든 페르미온의 스핀은 1/2이다 ([[와인버그-위튼 정리]]). 각 페르미온에 대해 그에 대응하는 [[반입자]]가 존재한다. 표준 모형의 페르미온은 [[색력]]을 느끼는지의 여부에 따라, [[쿼크]]와 [[렙톤]]으로 나뉜다. 표준 모형의 페르미온은 총 12가지 [[맛깔]](flavor)이 있는데, 그 중 6가지는 [[쿼크]]이고 나머지 6가지는 [[렙톤]]이다.
* [[쿼크]]들은 색력을 통해 상호작용한다.
:{| class="wikitable"
|-
|align=center | '''세대'''
|colspan="2" align=center | '''이름/맛'''
|align="center" | '''전하 ([[기본 전하|e]])'''
|align=center | '''질량 ([[MeV]])'''
|colspan="2" align=center | '''반쿼크'''
|-
|align="center" rowspan="2"|1
||[[위 쿼크|위]] ||(u)|| align="center"| +2/3 || align="right"| 1.5 ~ 4
||반위 쿼크||<math>(\overline{u})</math>
|-
|[[아래 쿼크|아래]] ||(d)|| align="center"| −1/3 || align="right"| 4 ~ 8
||반아래 쿼크|| <math>(\overline{d})</math>
|-
|align="center" rowspan="2"|2
||[[기묘 쿼크|기묘]]||(s)|| align="center"| −1/3 || align="right"| 80 ~ 130
||반기묘 쿼크|| <math>(\overline{s})</math>
|-
|[[맵시 쿼크|맵시]]||(c)|| align="center"| +2/3 || align="right"| 1,150 ~ 1,350
||반맵시 쿼크|| <math>(\overline{c})</math>
|-
|align="center" rowspan="2"|3
||[[바닥 쿼크|바닥]]||(b)|| align="center"| −1/3 || align="right"| 4,100 ~ 4,400
||반바닥 쿼크|| <math>(\overline{b})</math>
|-
|[[꼭대기 쿼크|꼭대기]]||(t)|| align="center"| +2/3 || align="right"| 171,400 ± 2,100<ref>{{웹 인용|url=http://dorigo.wordpress.com/2006/08/03/top-mass-now-at-12-uncertainty/|제목 =Top mass: now at 1.2% uncertainty|확인날짜 =2006-10-15|날짜 =2006-08-03}}</ref>
||반꼭대기 쿼크||<math>(\overline{t})</math>
|}

* [[렙톤]]은 [[색력]]의 영향을 받지 않는다.
:{| class="wikitable"
|-
| colspan=4 align=center | '''전기띤 렙톤(Charged lepton) / 반입자'''
|
| colspan=4 align=center | '''중성미자 / 반중성미자'''
|-
! 이름
! 기호
! 전하 ([[기본 전하|e]])
! 질량 ([[MeV]])
!
! 이름
! 기호
! 전하 ([[기본 전하|e]])
! 질량 ([[MeV]])
|-
| [[전자]] / [[양전자]]
| <math>e^- \, / \, e^+</math>
| −1 / +1
| 0.511
|
| 전자 [[중성미자]] / 전자 [[반중성미자]]
| <math>\nu_e \, / \, \overline{\nu}_e</math>
| 0
| < 0.0000022<ref name="neutrinomass">{{웹 인용|url=http://cupp.oulu.fi/neutrino/nd-mass.html|제목 =Laboratory measurements and limits for neutrino properties}}</ref>
|-
| [[뮤온]]
| <math>\mu^- \, / \, \mu^+ </math>
| −1 / +1
| 105.7
|
| 뮤온 중성미자 / 뮤온 반중성미자
| <math>\nu_\mu \, / \, \overline{\nu}_\mu</math>
| 0
| < 0.17<ref name="neutrinomass" />
|-
| [[타우온]]
| <math>\tau^- \, / \, \tau^+</math>
| −1 / +1
| 1777
|
| 타우 중성미자 / 타우 반중성미자
| <math>\nu_\tau \, / \, \overline{\nu}_\tau</math>
| 0
| < 15.5<ref name="neutrinomass" />
|-
|}

[[중성미자 진동]]으로 인해 중성미자는 양의 질량을 갖게 된다. 그 값이 극히 작아서 정확하게 측정되지는 않았지만, 질량이 있다는 것은 증명되었다.

==== 보손 ====
[[보손]]은 정수 스핀을 갖는다. 자연계의 기본 상호작용은 [[게이지 보손]]에 의해 전달되며, 질량은 [[힉스 보손]]에 의해 생기는 것으로 추정되고 있다. 다음은 표준 모형에 나타나는 보손들이다.

:{| class="wikitable"
|-
|align=center | '''이름'''
|align="center" | '''전하 ([[기본 전하|e]])'''
|'''스핀'''
|align=center | '''질량 ([[GeV]])'''

|align=center | '''매개하는 힘'''
|-
|[[광자]]
|0
|1
|0
|[[전자기력]]
|-
|[[W 보손|W<sup>±</sup>]]
| ±1
|1
|80.4
|[[약한 핵력]]
|-
|[[Z 보손|Z<sup>0</sup>]]
|0
|1
|91.2
|[[약한 핵력]]
|-
|[[글루온]]
|0
|1
|0
|[[강한 핵력]]
|-
|[[힉스 보손]]
|0
|0
|>112
|(아래 참고)
|}

=== 가설적 입자 ===
==== 표준 모형 ====
표준 모형에서는 [[약전자기력|약전자기 대칭]]을 [[자발대칭파괴|깨기]] 위하여, 스칼라 입자인 [[힉스 보손]]을 도입한다. 가장 간단한 모형의 경우 중성인 하나의 힉스 보손이 있으나, 더 복잡한 모형의 경우 복수의 힉스 보손이 있는 경우도 있다.

==== 대통일이론과 기타 확장 표준 모형 ====
[[대통일이론]]에서는 각종 추가 입자를 예측한다. 예측하는 정확한 입자의 종류는 이론에 따라 다르다. 대부분의 경우, [[자기 단극자]]를 예측한다.

[[페체이 퀸 이론]]에서는 [[강력]]의 [[CP 문제]]를 해결하기 위하여 [[액시온]]이라는 스칼라 입자를 도입한다.
==== 초대칭 ====
[[초대칭]]을 포함하는 이론들은 추가적인 입자들의 존재를 예측한다. 이 중 오늘날 (2010년) 실험적으로 검증된 것은 없다. 아래의 목록은 [[최소 초대칭 표준 모형]](MSSM)을 따른다. (다른 모형의 경우 입자 목록이 다를 수 있다.
* [[표준 모형]]의 [[페르미온]]은 각각 스핀 0의 초짝입자(superpartner)을 가진다.
** [[쿼크]]의 초짝입자는 [[초쿼크]](squark)다. 이 중, 초꼭대기 초쿼크(꼭대기 쿼크의 초짝입자)는 비교적 낮은 질량을 가질 것으로 생각되어, 실험적 발견을 위한 노력이 이루어지고 있다.
** [[렙톤]]의 초짝입자는 [[초렙톤]](slepton)다. 즉, 초전자, 초뮤온, 초중성미자 따위다.
* 표준 모형의 [[보손]]의 초짝입자는 서로 섞여, 전하에 따라 [[초중성입자]](neutralino)와 [[초전하입자]](chargino) 두 범주로 나뉜다. 이들은 모두 스핀 ½이다.
** 중성 초W (wino)와 초B (bino) [혹은 초Z(zino)와 초광자(photino)], 2종의 중성 초힉스 (higgsino)가 섞여 총 4종의 초중성입자를 이룬다.
** 전하 초W와 전하 초힉스가 섞여 2종의 초전하입자를 이룬다.
** 이 외에도, [[글루온]]의 초짝입자로 초글루온(gluino)이 있다.
초짝입자 가운데 가장 가벼운 입자(lightest supersymmetric partner, LSP)는 안정하며, [[암흑 물질]]을 이룰 것이라 예상된다.

이 외에도 초대칭적 [[페체이 퀸 이론]]에는 [[액시온]]의 초짝입자가 있다. 액시온의 경우, 초짝입자가 스칼라 초짝입자 (saxion)와 페르미온 초짝입자 (axion) 두 종이 있다. (일부 모형에서는 스칼라 초액시온은 [[딜라톤]](dilaton)과 같다.)

또한, 초중력 [[초중력 이론]]에는 [[중력자]]의 초짝입자인 스핀 1½의 [[초중력자]](gravitino)가 있다. (이는 [[라리타-슈윙거 방정식]]을 따른다.)

==== 양자 중력 이론 ====
양자 중력 이론, [[끈이론]] 따위에서는 중력을 설명하기 위하여 추가로 입자를 도입한다.
* [[양자 중력]] 이론에서 [[중력자]](스핀 2)는 중력을 매개하는 입자이다.
* [[중력스칼라]](graviscalar, 스핀 0)와 [[중력광자]](graviphoton, 스핀 1)
* [[칼루차-클라인 이론]]과 [[끈이론]]의 경우, 스핀 0의 [[딜라톤]](dilaton)이 있다.

=== 기타 ===
[[타키온]]은 빛보다 빠르게 움직이며 [[허수]] 정지 질량을 갖는 입자를 말한다.

한때 쿼크와 렙톤을 구성하는 하부 구조로 [[앞선입자|프레온]]의 존재가 추측되었지만, 이는 [[입자 가속기]] 실험으로 사실상 반증되었다.

== 합성 입자 ==
=== 강입자 ===
[[강입자]](하드론,Hardron)는 강한 상호작용(강력)으로서 정의되는 합성 입자이다. 강입자는 [[페르미온]]과 [[보손]]으로 나뉘며 합성된 입자의 spin합이 반정수(eg. 1/2, 3/2, etc)인 경우 [[중입자]](바리온,Baryon)이라하고 합성된 입자의 spin합이 정수(eg. 0,1,2, etc)인 경우에는 [[중간자]](메존,Meson)이라고 불린다.

1964년에 [[머리 겔만]]과 [[조지 츠바이히]] (George Zweig)가 각각 독립적으로 제안한 [[쿼크]]모델은 [[양자색역학|양자색력]]에 의해 [[글루온]]과 매개하여 원자가 [[쿼크]] 혹은 [[반쿼크]]로서 강입자가 구성된다고 설명한다.
<!--원문은 입자가 페르미온으로 구성될 경우 중입자, 보손으로 구성될 경우 중간자로 기술되어 있어, 오해의 소지가 있어 spin합을 명시하였습니다.(2012.08.12)-->

=== 중입자(바리온) ===
일반적인 [[중입자]](바리오르미온)은 세개의 원자가 쿼크 또는 세개의 원자가 반쿼크를 각각 포함한다.
* [[핵자]]는 페르미온 원자핵의 일반적인 구성이다.
** [[양성자]]는 두개의 업 쿼크와 한개의 다운 쿼크로 이루어진다. (uud:up,up,down)
** [[중성자]]는 두개의 다운 쿼크와 한개의 업 쿼크로 이루어진다. (ddu)
* 한개나 그 이상의 [[기묘 쿼크]]로 이루어져 있는 Λ, Σ, Ξ, Ω와 같은 입자로 구성된 [[중핵자]](하이퍼론)는 핵자보다 더 무겁고 쉽게 붕괴되어 짧은 시간 존재할 수 있다. 비록 자연상태에서 원자핵으로 거의 존재하지 않지만 단시간동안 원자핵으로 존재하기도 한다.
* 많은 수의 [[맵시 쿼크]]중입자와 [[바닥 쿼크]]중입자들 또한 관측되었다.
근래에 발견된 몇가지 실험 결과에 따르면 [[별난 중입자]](exotic baryons)가 존재하는 것처럼 보인다. 하지만 부정적인 의견도 보고되고 있어 이는 아직 불확실 하다.
* [[펜타쿼크]]는 네개의 원자가 쿼크와 한개의 원자가 반쿼크로 구성된다.

=== 중간자(보손) ===
일반적인 [[중간자]]는 원자가 [[쿼크]]와 원자가 [[쿼크|반쿼크]]로 이루어진다. 중간자는 0이나 1의 스핀을 가지고 있고 기본 입자도 아니기 때문에 합성보손이다. 중간자의 예로는 [[파이온]], [[케이온]], [[제이/프시 중간자|J/ψ]]가있다. 양자강력학 모델에 따르면 중간자는 핵자 사이에서 핵력을 매개한다.
중간자에 대해서도 별난 중간자(exotic mesons)의 존재 가능성이 언급되고 있으나 아직 확실히 확인된 바는 없다
* [[테트라쿼크]]는 두개의 원자가 쿼크와 두개의 원자가 반쿼크로 이루어진다.
* [[글루볼]]은 원자가 쿼크가 없는 [[글루온]]의 [[속박상태]]이다.
* [[복합중간자]](하이브리드 중간자, Hybrid Bossonybrid mesons)은 한개나 그이상의 원자가 쿼크-반쿼크의 쌍들과 글로온들로 구성된다.

=== 원자핵 ===
[[파일:Helium atom QM.png|오른쪽|300px|섬네일|[[헬륨]] 원자의 구조. 구분을 위해 양성자는 분홍색, 중성자는 자주색으로 색칠되어있다. 실제의 원자핵은 구면대칭이다.]]
[[원자핵]]은 양성자와 중성자로 이루어져 있다. 각 핵의 종류에 따라 특정한 수의 양성자와 중성자를 가지며 이들의 개수로 인해 고유한 성질을 가진다. [[양성자]]와 [[중성자]]의 수에 따라 [[핵종]]이나 [[동위원소]]들로 분류된다. 한편 [[핵반응]]에 의해서 하나의 핵종이 다른 것으로 변할 수도 있다.

== 같이 보기 ==
* [[크로논]]
* [[입자 동물원]]
== 참고자료 ==
* {{저널 인용 | 저자 =S. Eidelman et al. | 제목 ="Review of Particle Physics" | 저널 =Physics Letters B | 연도 =2004 | volume=592 | 쪽=1}} ''(All information on this list, and more, can be found in the extensive, annually-updated review by the [http://pdg.lbl.gov Particle Data Group])''
* Joseph F. Alward, ''[https://web.archive.org/web/20050915125552/http://sol.sci.uop.edu/~jfalward/elementaryparticles/elementaryparticles.html Elementary Particles]'', Department of Physics, University of the Pacific
* ''[https://web.archive.org/web/20051102084421/http://www.bartleby.com/65/el/elementr-p.html Elementary particles]'', The Columbia Encyclopedia, Sixth Edition. 2001.
<references/>

{{기본 입자}}

[[분류:물리학에 관한 목록|입자]]
[[분류:아원자 입자]]
[[분류:입자]]