문서:입자

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분류
1. 개요2. 페르미온과 보손3. 종류4. 창작물


1. 개요

입자(粒子)는 물질을 구성하는 미세한 크기의 물체를 말한다. 밑의 소립자뿐이 아니라 원자, 분자, 콜로이드 입자 등 뭐든 작은 물체를 뜻한다. 입자의 성질은 보통 파동의 성질과 대치되는 개념으로서 쓰인다.

빛이 입자냐 파동이냐에 대한 논의는 한동안 20세기를 달군 떡밥이었지만, 결과적으로 빛을 포함한 모든 물질들은 입자와 파동의 이중성을 띠고 있다고 결론났다. 광전효과와 빛 문서 참고.

2. 페르미온과 보손

모든 입자는 스핀값에 따라 페르미온과 보손으로 나뉜다. 여기서 말하는 입자는 소립자를 포함한 모든 종류의 입자다. 즉, 원자나 분자도 페르미온과 보손으로 나뉜다. 단, 특정 입자가 가진 페르미온이나 보손의 성질이 나타나려면 그 동일한 입자가 여러개 존재해서 상호작용해야 한다. 물질은 페르미온으로 구성되며, 물질의 상호작용은 보손으로 매개된다.

  • 페르미온: 스핀 수가 1/2, 3/2, 5/2... 식으로 증가하는 입자. 우주를 구성하는 것이며 상호 작용이 가능한 입자이다. 쿼크와 렙톤은 모두 페르미온이다. 페르미-디랙 통계를 따르는 입자. 파울리의 배타원리를 따르기 때문에 중첩되어 있을 수 없다. 즉, 같은 상태(state)에 존재할 수 없다. 또한, 보손과는 달리 그 수가 보존된다....언어유희?

  • 보손: 스핀 수가 정수인 입자. 페르미온과 다르다. 기본적인 상호작용을 매개하는 것들. 보즈-아인슈타인 통계를 따르는 입자다. 파울리의 배타원리를 따르지 않기 때문에 중첩되어 있을 수 있다. 같은 에너지 상태에 존재할 수 있다는 뜻으로, 레이저를 생각해보면 편하다.

3. 종류

  • 콜로이드
  • 분자
  • 원자
  • 아원자 입자(亞原子粒子, Subatomic particle): 원자보다 작은 입자. 소립자라 불리기도 하지만 소립자(素粒子)는 '기본 입자'라는 의미이다. 따라서 원자보다 작은 입자를 통칭하는 명확한 표기는 '아원자 입자'이다.
    • 기본 입자
    • 합성 입자
      • 강입자
      • 원자핵: 원자를 구성하는 입자. 원자핵을 구성하는 입자를 핵자, 핵자를 연결시키는 힘을 핵력이라 부른다. 당연히 핵자는 양성자와 중성자를 싸잡아 부르는 용어고, 핵력은 강력의 일종이다.

4. 창작물