양성자와 중성자의 핵 형성하는 입자 원자는 정말 작은 것 같다 있습니다. 그러나 과학자들은 이러한 아 원자 입자 자체가 쿼크 라고하는 더 작은 입자로 구성되어 있다고 말합니다 .
"글쎄요, 저는 쿼크가 우리 주변에있는 모든 물질의 근본적인 구성 요소라는 것을 가장 간단하게 설명 할 수 있다고 생각합니다 . "라고 Geoffrey West 는 설명합니다 . 그는 Los Alamos National Laboratory에서 고 에너지 물리학 그룹 을 설립 한 이론 물리학 자 이며 현재는 Santa Fe Institute 의 Shannan 저명 교수 입니다. (그는 또한 물리적 세계의 구조와 성장을 지배하는 수학적 법칙이 생물학적 생명과 인간 사회에 어떻게 적용되는지에 대한 2017 년 베스트셀러 " Scale "의 저자이기도합니다 .)
전자 및 다른 렙톤 과 마찬가지로 쿼크는 멜버른 대학 입자 물리학자인 타카 스키 쿠보타 (Takaski Kubota)가 The Conversation에서 설명했듯이 어떤 구조도 가지고 있지 않고 분할 할 수없는 것처럼 보입니다 .
쿼크는 너무 작아서 예상 크기를 표현하는 것조차 놀라 울 정도로 작습니다. 런던 대학의 물리학 교수 존 버터 워스는 설명 쿼크의 반경이 차례로 모래알 같은 작은 같은 조 4 천억 번입니다 양성자,보다 약 2,000 배 작다.
1964 년에 처음 제안 된 Quarks의 존재
쿼크의 존재는 1964 년 캘리포니아 공과 대학 이론 물리학 자 Murray Gell-Mann에 의해 처음 제안되었으며 , 이는 입자 물리학 표준 모델 개발의 핵심 인물 중 하나입니다 . 1969 년 노벨 물리학상을 수상한 Gell-Mann 은 양성자와 중성자의 특성을 설명 할 때 더 작은 입자로 구성되어야한다는 것을 알아 냈습니다. 동시에 CalTech의 다른 물리학자인 Georg Zweig 도 독립적으로 아이디어를 내놓았습니다.
쿼크의 존재 는 스탠포드 선형 가속기 센터에서 1967 년부터 1973 년까지 수행 된 실험에 의해 확인되었습니다 .
West가 설명했듯이 쿼크에 대한 이상한 점 중 하나는 관찰 할 수 있지만 격리 할 수 없다는 것입니다. "미묘한 차이가 있습니다."라고 그는 말합니다. "그들은 전자가 기본이라는 점에서 전자와 같지만 전자를 사용하면 관찰하고 분리 할 수 있습니다. 전자를 가리킬 수 있습니다. 쿼크를 사용하면 핵에서 하나를 꺼내 테이블에 놓을 수 없습니다. 그것을 조사하십시오. "
대신 거대한 입자 가속기를 사용하여 과학자들은 전자의 속도를 높이고이를 사용하여 핵의 깊이를 조사합니다. 내부에 충분히 깊숙이 들어가면 전자가 쿼크 에서 산란되어 매우 정교한 검출기를 사용하여 측정 할 수 있습니다. West는“우리는 양성자와 중성자로 구성된 표적을 재구성합니다. "우리가 쿼크로 식별하는이 작은 점 물체를 봅니다."
쿼크에는 6 가지 유형이 있습니다.
쿼크는 그들이 형성하는 양성자에 비해 분수 전하를 가지고 있습니다 . 있다 쿼크 6 개 종류의 물질에 따라, 그리고 입자도 설명하는 방법은 어떻게 색상라는 품질이 강한 힘이 그들을 함께 보유하고있다. 색은 쿼크를 하나로 묶는 강력한 힘을위한 일종의 메신저 인 글루온에 의해 전달됩니다 . (그들은 광자와 유사합니다 .)
캔자스 대학 물리학 자 팀은 쿼크와 글루온 간의 강력한 상호 작용을 조사하기 위해 프랑스와 스위스 사이의 17 마일 (27km) 터널에 위치한 거대한 입자 가속기 인 대형 강 입자 충돌기에 설치된 장치를 사용할 계획 입니다.
연구를 주도 하고있는 캔자스 대학 물리학 교수 인 Christophe Royon 은 "이 아이디어는 양성자와 중이온 구조 (예 : 납)에 대한 이해를 높이고 포화라는 새로운 현상을 연구하는 것"이라고 설명합니다. 이메일로. "두 개의 양성자 또는 두 개의 이온이 매우 높은 에너지에서 충돌 할 때 우리는 그 하부 구조 (쿼크 및 글루온)에 민감하며 글루온의 밀도가 매우 커지는 일부 영역을 조사 할 수 있습니다."
"비유는 지하철이 완전히 혼잡 한 피크 시간에 뉴욕의 지하철이 될 것입니다."라고 Royon은 계속합니다. "이 경우 글루온은 단일 정체성으로 행동하지 않지만 붐비는 지하철과 같은 방식으로 집단적 행동을 보여줄 수 있습니다. 누군가가 쓰러지면 사람들이 서로 너무 가깝기 때문에 모두가 그것을 느낄 것입니다. 어느 시점에서, 양성자 또는 중이온은 컬러 유리 응축수라고하는 유리와 같은 고체 물체처럼 행동 할 수 있습니다. 이것은 LHC와 미국 의 미래 전자-이온 충돌기 에서 우리가보고 싶은 것입니다. "
Royon은이 고밀도 글루온 물질의 존재에 대한 증거를 찾는 것이 쿼크에 대한 가장 큰 답이없는 질문에 답할 것이라고 말합니다. "이것은 물질의 새로운 상태입니다."라고 그는 말합니다. "상대 론적 Heavy Ion Collider 또는 Large Hadron Collider에 이미 몇 가지 힌트가 나타 났지만 아직 확실한 것은 없습니다. 이것은 중요한 발견이 될 것입니다. Large Hadron Collider와 Electron-Ion Collider 모두 이것을보기에 이상적인 기계입니다."
과학자들은 또한 쿼크보다 더 작은 것이 있는지 궁금합니다. "문제가됩니다. 아직 다른 레벨이 있습니까?" 웨스트는 말한다. "우리는 그것에 대한 답을 모릅니다."
이제 흥미 롭 네요
Gell-Mann은 James Joyce의 1939 년 실험 소설 " Finnegans Wake "에서 입자의 이름을 얻었습니다. 여기에는 "Muster Mark!"라는 줄이 포함되어 있습니다.
