꼭대기 쿼크 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 꼭대기 쿼크 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 꼭대기 꼭대기 쿼크가 관여된 충돌 반응구성 기본 입자통계 페르미온세대 3 세대상호작용 강한 상호작용, 약한 상호작용, 전자기력, 중력기호 t반입자 꼭대기 반쿼크 ( t ) 이론 고바야시 마코토와 마스카와 도시히데 ( 1973 ) 발견 CDF과 [UNK] ( 1995 ) 질량 172. 44 [UNK] 0. 13 ( stat ) [UNK] 0. 47 ( syst ) GeV / c2 [ 1 ] 붕괴 입자 바닥 쿼크 ( 99. 8 % ) 기묘 쿼크 ( 0. 17 % ) 아래 쿼크 ( 0. 007 % ) 전하 2 / 3 e색전하 있음스핀 1 / 2Topness 1약한 아이소스핀 LH : 1 / 2, RH : 0약한 초전하 LH : 1 / 3, RH : 4 / 3 꼭대기 쿼크 ( 영어 : top quark, 기호 : t ) 혹은 진리 쿼크 ( truth quark ) 는 기본 입자 중 가장 무거우며, 전하는 2 / 3 e이고 정지 질량은 172. 44 [UNK] 0. 13 ( stat ) [UNK] 0. 47 ( syst ) GeV / c2으로, [ 1 ] 텅스텐 원자와
가장 무거우며, 전하는 2 / 3 e이고 정지 질량은 172. 44 [UNK] 0. 13 ( stat ) [UNK] 0. 47 ( syst ) GeV / c2으로, [ 1 ] 텅스텐 원자와 비슷하다. 다른 쿼크와 마찬가지로, 꼭대기 쿼크는 스핀이 1 / 2인 기본 페르미온이며, 4가지의 기본 상호작용의 영향을 받는다 : 중력, 전자기력, 약한 상호작용, 강한 상호작용. 꼭대기 쿼크의 반입자는 꼭대기 쿼크에서 전하와 같은 일부 특성이 크기는 같고 부호가 반대인 꼭대기 반쿼크 ( 종종 반 꼭대기 쿼크라고도 불린다 ) 이다. 꼭대기 쿼크는 주로 강한 상호작용을 하지만, 붕괴될 때는 약력을 통해 상호작용 한다. 꼭대기 쿼크는 W 보손과 바닥 쿼크 ( 거의 대부분 ) 나 기묘 쿼크, 혹은 가장 드물지만 아래 쿼크로 붕괴한다. 표준 모형에서 예측한 평균 수명은 약 [UNK] - 25 s이다. [ 2 ] 이 수명은 강한 상호작용을 위한 20세기의 시간 측도이기 때문에, 강입자를 형성하지 않아서 유일하게 물리학자들이 " 맨 " 쿼크를 연구할 여지를 남긴다 ( 다른 모든 쿼크는 강입자화한다. 즉, 서로 결합하여 강입자를 형성하고, 그러한 형태로만 관측
로 2008년 노벨 물리학상을 수상하였다. [ 6 ] 목차 1 역사 2 특성 3 생성 3. 1 꼭대기 쿼크 쌍 3. 2 꼭대기 쿼크 단독 4 붕괴 5 질량과 [UNK] 보손과의 관계 5. 1 유카와 결합 상수 6 같이 보기 7 각주 8 더 알아보기 9 외부 링크 역사 [ 편집 ] 1973년에 고바야시 마코토와 마스카와 도시히데는 케이온 붕괴에서 [UNK] CP 대칭성 깨짐을 설명하기 위해 쿼크 3세대의 존재를 예측하였다. [ 3 ] 꼭대기와 바닥이라는 이름은 1975년에 하임 하라리 [ 7 ] [ 8 ] 가 약한 아이소스핀 이중항를 이루는'위'와'아래'의 원소인 것을 반영하기 위해 쿼크 1세대 ( 위와 아래 ) 의 이름과 맞춰 지었다. [ 9 ] 꼭대기 쿼크는 과거에는 종종 진리 쿼크라고도 불렸었지만, 시간이 지나면서 꼭대기 쿼크가 우세하게 사용되었다. [ 10 ] 고바야시와 마스카와는 셸던 리 글래쇼, 이오아니스 일리오풀로스 그리고 루차노 마이아니가 도입해서 당시 관측되지 않았었던 맵시 쿼크의 존재를 예견했던 GIM 메커니즘에 크게 의존했다. [ 11 ]. 1974년 11월에 브룩헤이븐 국립 연구소 ( BNL ) 과 스탠퍼드
기 위해서는 큰 에너지가 든다. 이렇게 큰 에너지에 도달하기 위한 유일한 방법은 고에너지 충돌을 한 방법이다. 이는 지구의 대기권 외부에서 우주선이 공기의 입자와 충돌할 때 자연적으로 일어나거나, 입자 가속기에서 생성시킬 수 있다. 2011년에 테바트론이 가동 중지된 이후, CERN의 대형 강입자 충돌기가 7 TeV의 질량 중심 에너지로, 꼭대기 쿼크를 생성하기에 충분한 에너지를 가진 유일한 가속기이다. 꼭대기 쿼크를 생성할 수 있는 방법은 여럿 있지만, 개념적으로 두 카테고리로 분류할 수 있다. 꼭대기 쿼크 쌍 [ 편집 ] 글루온 - 글루온 결합t - 경로쿼크 - 반쿼크 쌍소멸가장 흔한 것은 강한 상호작용을 통한 꼭대기 - 반 꼭대기 쌍생성이다. 입자 충돌에서, 고에너지 글루온이 생성되어 바로 꼭대기 - 반 꼭대기 쌍으로 붕괴한다. 이 과정은 테바트론에서 일어나는 꼭대기 쿼크의 생성 과정의 대다수를 차지하고 1995년에 꼭대기 쿼크가 가장 먼저 발견되었을 때 일어난 과정이였다. [ 23 ] 꼭대기 - 반 꼭대기 쌍생성은 중간체인 광자나 Z 보손이 붕괴하면서 일어날 수도 있다. 하지만 이런 과정은 훨씬 더 드물고 테바트론과 같은 입자 가속기내에서 실험적인 결과가 시각적으로 동일하다
지 않아서 유일하게 물리학자들이 " 맨 " 쿼크를 연구할 여지를 남긴다 ( 다른 모든 쿼크는 강입자화한다. 즉, 서로 결합하여 강입자를 형성하고, 그러한 형태로만 관측된다는 것을 의미한다 ). 질량이 매우 큰 관계로, 꼭대기 쿼크의 특성은 특정한 표준 모형의 연장선상에서 [UNK] 보손의 질량을 예측할 수 있게 해준다 ( 하단의 질량과 [UNK] 보손과의 관계 참고 ). 그렇기 때문에, 꼭대기 쿼크는 다른 대체 이론과의 차이를 벌리기 위해 대량으로 연구되었다. 꼭대기 쿼크 ( 와 바닥 쿼크 ) 의 존재는 1973년에 고바야시 마코토와 마스카와 도시히데가 케이온 붕괴의 CP 대칭성 깨짐을 설명하기 위해서 제안했고, [ 3 ] 1995년에 [ [ 페르미 국립 가속기 연구소 ] 의 CDF ( Collider Detector at Fermilab ) [ 4 ] 와 [UNK] [ 5 ] 실험에서 발견되었다. 고바야시와 마스카와는 쿼크 3세대인 꼭대기 쿼크와 바닥 쿼크를 예측한 공로로 2008년 노벨 물리학상을 수상하였다. [ 6 ] 목차 1 역사 2 특성 3 생성 3. 1 꼭대기 쿼크 쌍 3. 2 꼭대기 쿼크 단독 4 붕괴 5 질량과 [UNK] 보손과의 관계 5.
u ) 아래 ( d ) 맵시 기묘 ( s ) 꼭대기 ( t ) 바닥 ( b ) 경입자 전자 ( e - ) / 양전자 ( e ) 뮤 입자 ( [UNK] - / [UNK] ) 타우 입자 ( [UNK] - / [UNK] ) 전자 중성미자 / 전자 반중성미자 뮤온 중성미자 / 뮤온 반중성미자 타우 중성미자 / 타우 반중성미자 보스 입자 게이지 보손 ( 광자 W · Z보손 글루온 ) 스칼라 보손 ( [UNK] 보손 ) 미관측 입자대통일 이론 등 액시온 ( A0 ) 마요론 ( J ) X · Y보손 W'· Z'보손 비활성 중성미자 자기 홀극 테크니컬러 관련 입자 초대칭짝게이지노 글루이노 중력미자 ( 골드스티노 ) 뉴트랄리노 ( 포티노 [UNK] 지노 ) 차지노 ( 위노 [UNK] ) 색시온 액시노 스페르미온 스쿼크 ( 스칼라 위 쿼크, 스칼라 아래 쿼크, 스칼라 맵시 쿼크, 스칼라 기묘 쿼크, 스칼라 꼭대기 쿼크, 스칼라 바닥 쿼크 ) 슬렙톤 ( 스엘렉트론, 스뮤온, 스타우온, 스뉴트리노, 스뮤온 스뉴트리노, 스타우 스뉴트리노 ) 양자 중력 및 끈 이론 중력자 딜라톤 라디온 ( 중력스칼라 )
고 1994년 4월 22일에 CDF 그룹은 질량이 약 [UNK] GeV / c2 정도인 꼭대기 쿼크의 존재에 대한 실험적 증거를 나타내는 논문을 제출했다. 반면에, [UNK] 1992년의 아이디어 제시 이외에는 별다른 진전이 없었다. 일 년 뒤인 1995년 5월 2일에 더 많은 증거와 [UNK] 데이터의 ( 더 가벼운 꼭대기 쿼크를 찾으려 한 ) 재분석을 얻어서 두 그룹은 공동으로 질량이 [UNK] GeV / c2인 꼭대기 쿼크의 발견을 발표했다. [ 4 ] [ 5 ] [ 17 ] 꼭대기 쿼크가 발견된 지 일 년 뒤, 전약 벡터 보손 질량과 관계의 특정 정밀 측정은 꼭대기 쿼크의 질량에 매우 민감하다는 것을 알았다. 이 효과는 꼭대기 쿼크의 질량이 더 커질 수록 이 효과는 더 커지므로 그 당시 어떤 실험이든지 직접적으로 검출될 수 없더라도 간접적으로 꼭대기 쿼크를 볼 수 있다. 꼭대기 쿼크 질량으로 인한 큰 효과는 T 변수에 달려 있고 1994년의 측정 비정밀도를 통해 꼭대기 쿼크의 질량을 [UNK] GeV / c2와 [UNK] GeV / c2 사이로 추정할 수 있다. [ 18 ] 이는 그러한 정밀한 계산을 가능하게 한 기술의 발전으로, 헤라르뒤스 엇호프트와 마르티뉘스 펠트
다섯 번째 쿼크는 바닥 쿼크로, 1977년에 페르미 국립 가속기 연구소의 리언 레더먼이 이끄는 E288 실험팀에 의해 발견되었다. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] 다섯 번째 쿼크는 쌍을 이루기 위해서는 여섯 번째 쿼크인 꼭대기 쿼크가 있어야만 한다는 강력한 증거가 되었다. 이 쿼크는 바닥 쿼크보다 더 무거울 수 있다는 것이 알려져 있어서 입자 충돌에서 더 큰 에너지가 필요하지만, 여섯 번째 쿼크도 금방 찾을 것이라고 예상하고 있었다. 하지만 꼭대기 쿼크의 존재가 확인될 때 까지는 그 후로 18년이 걸렸다. [ 17 ] SLAC과 ( 함부르크의 ) DESY의 꼭대기 쿼크를 찾기 위한 초기 연구는 별다른 성과가 나타나지 않았었다. 80년대 초에 CERN의 슈퍼 양성자 싱크로트론 ( SPS ) 에서 W 보손과 Z 보손이 발견되었을 때, 꼭대기 쿼크의 발견도 머지않았다고 [UNK]. SPS가 페르미 국립 가속기 연구소의 테바트론과 경쟁이 있었을 때에도 여전히 사라진 입자의 흔적은 없었고, CERN 그룹은 꼭대기 쿼크의 질량은 적어도 [UNK] GeV / c2이라고 밝혔다. CERN과 페르미 국립 가속기 연구소 간의 꼭대기 쿼
꼭대기 쌍생성은 중간체인 광자나 Z 보손이 붕괴하면서 일어날 수도 있다. 하지만 이런 과정은 훨씬 더 드물고 테바트론과 같은 입자 가속기내에서 실험적인 결과가 시각적으로 동일하다. 꼭대기 쿼크 단독 [ 편집 ] s - 경로t - 경로tW 경로 또 다른 방법은 약한 상호작용을 통한 꼭대기 쿼크의 단독 생성이다. 이는 여러가지 방법으로 일어날 수 있다 ( 경로 ( channel ) ( channel ) 라고 불린다 ) : 중간체인 W 보손이 꼭대기 쿼크와 반 바닥 쿼크로 붕괴 ( " s - 경로 " ) 하거나 ( 아마 글루온의 붕괴에서 쌍으로 생성된 ) 바닥 쿼크가 위나 아래 쿼크와 W 보손을 교환해서 꼭대기 쿼크로 바뀔 ( " t - 경로 " ) 수 있다. 꼭대기 쿼크는 단독으로 초기 상태의 바닥 쿼크에서 W 보손과 함께 생성 ( " tW - channel " ) 될 수 있다. 이 과정의 첫 번째 증거는 2006년 12월에 [UNK] 공동 연구, [ 24 ] 2009년 5월에 CDF [ 25 ] 그리고 [UNK] [ 23 ] 공동 연구에서 이러한 과정의 결정적인 관측을 담은 논문이 발표되었다. 이 생성 과정을 측정하는 것의 중요한 점은 이 과정의 빈도가 CKM 행렬의 요소 | Vtb | 2에 직접
2와 [UNK] GeV / c2 사이로 추정할 수 있다. [ 18 ] 이는 그러한 정밀한 계산을 가능하게 한 기술의 발전으로, 헤라르뒤스 엇호프트와 마르티뉘스 펠트만은 이로 인해 1999년 노벨 물리학상을 수상했다. [ 19 ] [ 20 ] 특성 [ 편집 ] 마지막 테바트론 에너지는 1. 96TeV로, 꼭대기 - 반 꼭대기 쿼크 쌍이 7 피코반 ( pb ) 의 단면적으로 생성되었다. [ 21 ] ( 차선도항이 mt = [UNK] GeV / c2인 ) 표준 모형의 예측은 6. 7 - 7. 5 pb이다. 꼭대기 쿼크 붕괴에서 나온 W 보손은 모 입자의 극성을 전달하므로, 꼭대기 쿼크 붕괴의 특수한 지표가 된다. 표준 모형에서 꼭대기 쿼크의 스핀 수는 [UNK], 전하는 [UNK] 예측되었다. 꼭대기 쿼크의 첫 번째 측정이 발견되었을 때, 약 90 % 의 신뢰도로 꼭대기 쿼크의 전하는 정말로 [UNK]. [ 22 ] 생성 [ 편집 ] 꼭대기 쿼크가 매우 무겁기 때문에, 생성시키기 위해서는 큰 에너지가 든다. 이렇게 큰 에너지에 도달하기 위한 유일한 방법은 고에너지 충돌을 한 방법이다. 이는 지구의 대기권 외부에서 우주선이 공기의 입자와 충돌할 때 자연적으로 일어나거나, 입자
꼭대기 쿼크(영어: top quark, 기호: t) 혹은 진리 쿼크(truth quark)는 기본 입자 중 가장 무거우며, 전하는 2/3 e이고 정지 질량은 172.44 ± 0.13 (stat) ± 0.47 (syst)GeV/c2으로, 텅스텐 원자와 비슷하다. 다른 쿼크와 마찬가지로, 꼭대기 쿼크는 스핀이 1/2인 기본 페르미온이며, 4가지의 기본 상호작용의 영향을 받는다:중력, 전자기력, 약한 상호작용, 강한 상호작용. 꼭대기 쿼크의 반입자는 꼭대기 쿼크에서 전하와 같은 일부 특성이 크기는 같고 부호가 반대인 꼭대기 반쿼크(종종 반 꼭대기 쿼크라고도 불린다)이다. 꼭대기 쿼크는 주로 강한 상호작용을 하지만, 붕괴될 때는 약력을 통해 상호작용 한다. 꼭대기 쿼크는 W 보손과 바닥 쿼크 (거의 대부분)나 기묘 쿼크, 혹은 가장 드물지만 아래 쿼크로 붕괴한다. 표준 모형에서 예측한 평균 수명은 약 5x10-25 s이다. 이 수명은 강한 상호작용을 하기 위한 시간의 약 20분의 1에 불과하기 때문에, 강입자를 형성하지 않아서 유일하게 물리학자들이 "맨" 쿼크를 연구할 여지를 남긴다(다른 모든 쿼크는 강입자화한다. 즉, 서로 결합하여 강입자를 형성하고, 그러한 형태로만 관측된다는 것을 의미한다). 질량이 매우 큰 관계로, 꼭대기 쿼크의 특성은 특정한 표준 모형의 연장선상에서 힉스 보손의 질량을 예측할 수 있게 해준다(하단의 질량과 힉스 보손과의 관계 참고). 그렇기 때문에, 꼭대기 쿼크는 다른 대체 이론과의 차이를 벌리기 위해 대량으로 연구되었다. 꼭대기 쿼크(와 바닥 쿼크)의 존재는 1973년에 고바야시 마코토와 마스카와 도시히데가 케이온 붕괴의 CP 대칭성 깨짐을 설명하기 위해서 제안했고, 1995년에 페르미 국립 가속기 연구소의 CDF(Collider Detector at Fermilab)와 DØ 실험에서 발견되었다. 고바야시와 마스카와는 쿼크 3세대인 꼭대기 쿼크와 바닥 쿼크를 예측한 공로로 2008년 노벨 물리학상을 수상하였다.