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과학

중간자

중간자과학
영문명
Meson
소속
강입자
기본 구성
쿼크와 반쿼크
대표 예
파이온
중간자는 강입자의 한 부류로, 보통의 쿼크 모형에서는 쿼크 한 개와 반쿼크 한 개의 조합으로 기술한다. 파이온이 대표적인 예이며, 쿼크 세 개로 기술하는 보통의 바리온과 구분한다.

반쿼크가 포함된 조합

반쿼크는 쿼크의 반입자이다. 중간자를 기술할 때는 쿼크 두 개라는 말로 반쿼크의 구분을 생략하지 않는 편이 정확하다. 보통의 쿼크 모형에서 중간자와 바리온은 구성 조합이 다르지만 둘 다 쿼크와 강한 상호작용에 관련된 복합 입자이다.

전하를 계산하는 방법

복합 입자의 전하는 구성 요소 전하의 합으로 계산한다. 업 쿼크의 전하가 +2e/3이고 다운 반쿼크의 전하가 +e/3이므로 이 조합의 전하는 +e이다. 반대로 다운 쿼크와 업 반쿼크의 조합은 −e가 된다. 쿼크의 분수 전하와 복합 입자의 정수 전하는 모순되지 않는다.

파이온이라는 예

파이온은 가장 가벼운 중간자 부류이며 양전하, 음전하, 중성인 상태가 있다. 전하가 양수인 파이온과 음수인 파이온은 앞의 업과 다운 쿼크 조합으로 설명할 수 있다. 중간자라는 분류가 반드시 전기적으로 중성이라는 뜻은 아니다.

원자핵 구성 입자와 구분하기

양성자와 중성자는 중간자가 아니라 바리온이다. 둘 다 강입자라는 더 큰 범주에 들어간다는 사실이 세부 분류까지 같게 만들지는 않는다. 입자 이름에 중간이나 중성이라는 비슷한 말이 들어 있는지보다 쿼크와 반쿼크의 구성을 기준으로 구분해야 한다.

관련 문서

쿼크 / 강입자 / 양성자 / 중성자 / 전하 / 제트 (입자 물리학) / 붕괴 분기비 / 불변 질량