[include(틀:기본입자)] [목차] == 개요 == [[강력]]을 매개하는 [[게이지 보손]]. 이름처럼 [[강입자]]를 구성하는 [[쿼크]]를 풀로 붙인듯이 묶어놓는 역할을 한다. 질량, 전하, 스핀은 광자와 동일하다. == 성질 == 입자들이 [math( + )]와[math( - )], 그리고 중성이라는 전하를 갖는 것과 비슷하게, 글루온은 색전하를 갖는다. 색전하의 색[* 주의할 점은, 이 문서에서 쓰이는 '색'이라는 용어는 입자의 실제 색깔이 아닌 입자의 특성을 말하는 것이다. 일단 가시광선의 파장보다 작은 물체가 색을 띨 수는 없으니...]은 [math( r )], [math( g )], [math( b )]의 세 가지로, 각각 반색을 갖는다. 글루온의 색전하, 그러니까 색은 각 색과 반색의 조합으로 이루어지므로 간단히 생각하면, || || r || g || b || || -r || r(-r) || g(-r) || b(-r) || || -g || r(-g) || g(-g) || b(-g) || || -b || r(-b) || g(-b) || b(-b) || 위와 같이 아홉 가지 색을 갖게 될 것이다. 실제로 색이 있는 게 아니라 rgb의 원리만 따와서 이름 붙인 것이다. 즉, 각각 r(-r) , g(-g) , b(-b)의 색전하를 갖는 입자들이, 위의 8가지 색의 [[글루온]](원래는 9가지여야하지만, 현재는 8가지만 취급하고 있다. 나머지 하나는 후술.)으로 상호작용하면서, ''흰색''(색전하상의 흰색을 말하는것이다.)을 만드는 조합으로 결합하게 되는것이다. (예시: 양성자의 u(위)u(위)d(아래)쿼크조합에서 u(r) + u(g) + d(b) = p(white) 조합). 하지만 실제로는 여덟 가지의 색을 갖는다. 강한 상호작용을 하는 두 입자 사이에 [math( r )]색과 [math( g )]색이 교환되었을 경우, 이를 매개한 글루온이 [math( r \bar{g} )]거나 [math( g \bar{r} )]일 확률은 반반으로 같기 때문에, 글루온의 색은 [math( \left( r \bar{g} + g \bar{r} \right) / \sqrt{2} )]와 같이 표시되기 때문이다. 이러한 결합을 고려하면 가능한 글루온의 색은 다음과 같은 8종류이다. 이것을 유도하기 위해서는 [[군론]]에서의 [math( SU(3) )] 대칭성의 이해가 필요하다. || [math(\frac{r\overline{g} + g\overline{r}}{\sqrt{2}})] || [math(\frac{r\overline{b} + b\overline{r}}{\sqrt{2}})] || [math(\frac{b\overline{g} + g\overline{b}}{\sqrt{2}})] || || -i(r(-g) - g(-r))/√2 || -i(r(-b) - b(-r))/√2 || -i(b(-g) - g(-b))/√2 || || (r(-r) - b(-b)/√2 || (r(-r) + b(-b) - 2g(-g))/√6 || || 맨 아랫줄에 색과 반색이 같은 세가지 글루온이 결합하는 방식을 두 종류 제시하였는데, 이론적인 전개에 따라서는 [math( U(1) )] 대칭성의 결과물인 [math( \left( r \bar{r} + g \bar{g} + b \bar{b} \right) / \sqrt{3} )]으로 표현되는 글루온이 하나 더 존재할 수도 있다. 이러한 글루온은 완전한 '''무색'''이므로 원자핵 바깥을 자유로이 돌아다닐 수 있어야 한다. 덧붙여서 이런 상태의 가상의 입자를 [[글루볼]](glueball)이라고 한다. 존재한다는 가정하에서는 두 개의 [[파이온]](pion)으로 붕괴할 확률이 높다고 알려져 있지만 발견된 적 없다. 그러한 입자가 관측되지 않으므로 --[[빵이 없으면 케이크를 먹으면 되지|관측이 안 되면 만들면 되잖아?]]-- 현재의 [[표준모형]]은 무색 글루온을 배제한 8개의 글루온만을 포함한다. 여담이지만, 물리학자들은 예전부터 입자의 이름을 지을 때는 그리스 문자에서 모티브를 따왔는데(당장 [[뮤온]]이나 [[타우온]] 등을 생각해보자), 슬슬 [[미국]]학자들의 후리한 마인드가 강해지다보니 [[쿼크]]나 [[글루온]]같이 영어에서 따오는 분위기가 형성되었다. 글루온의 의미는 대충 봐도 알만한 '''입자와 입자 사이를 이어 준다고 [[풀|glue]]'''[* 덕분에 한국어 번역명도 '''풀 입자'''(...)이다. 몇몇 서적에서는 '''접착자'''로 번역하기도 한다. --솔직히 풀 입자보다는 접착자가 어감이 좀 더 좋은듯-- --[[섹스|합체자]]는?--]로 이름을 지었다... [[파일:Tasso-3jet.png|width=500]] 위 그림은 독일 DESY의 Petra 가속기의 검출기들 중 하나인 TASSO 검출기에서 얻은 한 이벤트를 그린 사진이다. 1979년도 실험에서 얻은 이 사진은 글루온의 존재 증거 중 하나로 여겨진다. 참고로 글루온 존재의 첫 번째 증거는 바로 전년도인 1978년에 같은 독일 DESY의 PLUTO 실험에서 처음 보여졌다고 한다. Petra 가속기에서는 전자와 양전자를 충돌시켜 얻은 반응을 보는 실험을 진행하였는데, 위 그림에서 나타난 입자들은 모두 강입자들이다. 이로부터 위 이벤트에서 적어도 쿼크 한 쌍이 생겨났다는 것을 알 수 있다. 그리고 입자 가속기에서 생성된 고에너지 쿼크들은 보통 위와 같이 제트(jet), 즉 입자들의 묶음으로 분화되어 검출기에 찍히는 것이다.[* 쿼크의 속박(quark confinement)으로 인해 단독 쿼크는 절대 볼 수 없고 오로지 이들로부터 떼로 생성된 강입자들(과 추가로 생성되는 전자, 뮤온들)을 볼 수 있을 뿐이다.] 그런데 위 그림을 보면 제트가 3개가 있다는 것을 볼 수 있다. 이는 강한 상호작용을 하는 또다른 고에너지 입자가 생겼다는 것인데, 처음에 전자와 양전자 뿐, 쿼크가 아예 없었으므로 반응 후 쿼크의 개수는 (반쿼크의 개수를 -로 치면) 0로 보존되어야 하므로 또 하나의 제트는 쿼크로부터 온 게 아니라는 것을 알 수 있다. 단 한 가지 가능성이라면 앞서 생성된 쿼크 한 쌍에서 고에너지 글루온이 방출되는 경우 뿐이다. 글루온 역시 쿼크와 마찬가지로 단독으로는 절대 볼 수 없고 반드시 강입자들로만 볼 수밖에 없기 때문에 그렇다. 더욱이 글루온은 쌍으로 생성될 필요도 없다. 따라서 이 그림은 글루온이 존재한다는 결정적인 증거인 셈이다. 통계적으로도 충분한 양의 이벤트들을 모은 것은 물론이다. [각주] [include(틀:문서 가져옴, title=게이지 보손, version=121)] [[분류:물리학]][[분류:기본 입자]][[분류:보손]][[분류:게이지 보손]]