물질의세계 레포트

소개

입자의 구성에 대한 몇가지 예를 리포트로 제출한것.
자세한설명이 되어있습니다.
수업과목 물질의 세계 리포트 였습니다.

목차

1. 중간자란
2. 쿼크란
3. 소립자란
4.원자

본문내용

1. 중간자란
소립자의 한 종류로 강한 상호작용을 하는 강입자(hadron) 중에서 쿼크와 반쿼크로 이루어진 보존(boson)이다. 약 140종류가 알려져 있으며, 파이온(π중간자, pion), 카온(K중간자, kaon), η중간자(eta)가 중간자에 속한다.
핵을 구성하는 핵자들 사이의 결합력에 대해 1932년 하이젠베르크(Heisenberg)는 학자 사이에 전자와 양전자를 교환함으로써 결합한다고 설명하였다. 그러나 이러한 핵자에 의한 교환은 핵구조에 영향을 주기에는 그 힘이 너무 작음이 밝혀졌다. 이후 1935년 히데키 유가와(Hideki Yugawa)는 핵자의 질량(약 940MeV⁄c2)과 전자의 질량(약 0.5MeV⁄c2)의 중간정도 되는 질량(약 100MeV⁄c2)인 어떤 입자가 핵력을 주는 것이라는 이론을 발표한다. 그리고 이 입자를 파이온(π중간자, pion)라고 명명하였다. 파이온은 π중간자(π meson)의 줄임말이며 질량이 전자와 양성자 사이에 있었기 때문에 ‘중간’이라는 의미의 그리스어인 meson이라고 이름이 붙여졌다고 한다. 히데키 유가와는 파이온의 발견으로 1949년 노벨 물리학상을 수상하였다.
히데키 유가와는 모든 힘은 어떤 입자에 의해 운반되며, 핵력을 운반하는 입자가 파이온이라 하였다. 이 이론에 의하면 모든 핵자는 지속적으로 파이온을 내놓거나 흡수한다. 이때 다른 핵자가 근처에 있으면, 방출된 파이온은 원래의 핵자로 돌아가지 않고 다른 핵자로 이동할 수 있고 이때 전달되는 운동량은 힘의 작용과 동일하게 작용한다.
이처럼 핵자들이 계속하여 파이온을 내놓거나 흡수하면 핵자들의 질량에 변화가 있거나, 파이온이 관측되어야 하는데 실험에 의해 이러한 사실이 관측되지 않은 이유는 두 핵자 사이에서의 파이온의 교환이 매우 빠르게 이루어지기 때문이다. 따라서 파이온이 존재할 수 있는 최대 시간은 10-23초이기 때문에 관측될 확률이 매우 낮다. 그러나 입사 운동 에너지가 파이온의 정지 에너지인(약 140MeV)보다 큰 우주선(cosmic ray)과 지구와의 충돌과 같은 경우에는 파이온이 직접 관측되기도 한다.
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참고자료

· 없음