중간자 목록

섬네일|300px| 케이 중간자 ()가 세 개의 파이 중간자 (2 , 1 )로 붕괴하는 과정에는 약한 상호작용과 강한 상호작용이 모두 포함된다.약한 상호작용: 케이 중간자의 기묘 반쿼크 ()가 보손을 방출하며 위 반쿼크 ()로 변환된다. 그 후 보손은 아래 반쿼크 ()와 위 쿼크 ()로 붕괴된다.강한 상호작용: 위 쿼크 ()가 글루온 ()을 방출하고, 글루온은 아래 쿼크 ()와 아래 반쿼크 ()로 붕괴된다.

 이 목록은 알려지거나 예측된 모든 스칼라, 유사스칼라 및 벡터 중간자이다. 입자물리학에서 발견된 입자들에 대한 더 자세한 목록은 입자 목록을 참조하라.

이 문서는 하나의 쿼크와 하나의 반쿼크로 구성된 불안정한 아원자 입자인 중간자 목록()을 포함한다. 중간자는 쿼크로 이루어진 입자 계열인 강입자에 속한다. 강입자 계열의 다른 구성원은 세 개의 쿼크로 구성된 아원자 입자인 중입자이다. 중간자와 중입자의 주요 차이점은 중간자는 스핀이 정수(따라서 보손)인 반면, 중입자는 페르미온(반정수 스핀)이라는 점이다. 중간자는 보손이기 때문에, 파울리 배타 원리가 적용되지 않는다. 이 때문에 중간자는 단거리에서 힘 매개 입자 역할을 할 수 있으며, 따라서 핵 상호작용과 같은 과정에 참여한다.

중간자는 쿼크로 구성되어 있으므로 약한 상호작용과 강한 상호작용 모두에 참여한다. 순 전하를 가진 중간자는 전자기 상호작용에도 참여한다. 중간자는 쿼크 구성, 전체 각운동량, 반전성, 그리고 C-반전성 및 G-반전성과 같은 다양한 다른 속성에 따라 분류된다. 어떤 중간자도 안정적이지 않지만, 질량이 낮은 중간자들은 가장 무거운 중간자들보다 안정적이어서 입자 가속기나 우주선 실험에서 관찰하고 연구하기 쉽다. 또한 중간자는 일반적으로 중입자보다 질량이 적기 때문에 실험에서 더 쉽게 생성되며, 중입자보다 빨리 더 고에너지 현상을 나타낸다. 예를 들어, 맵시 쿼크는 1974년 J/Psi 중간자 ()에서 처음 관측되었고, 바닥 쿼크는 1977년 입실론 중간자 ()에서 관측되었다. 꼭대기 쿼크 (현재까지 발견된 가장 무거운 쿼크)는 1995년 페르미랩에서 처음 관측되었다.

각 중간자에는 해당되는 반입자 (반중간자)가 있으며, 쿼크는 해당되는 반쿼크로, 반쿼크는 쿼크로 대체된다. 예를 들어, 양의 파이 중간자 ()는 하나의 위 쿼크와 하나의 아래 반쿼크로 구성되어 있고; 해당 반입자인 음의 파이 중간자 ()는 하나의 위 반쿼크와 하나의 아래 쿼크로 구성되어 있다. 두 개의 쿼크와 두 개의 반쿼크를 가진 테트라쿼크도 중간자로 간주될 수 있지만 여기에는 목록화되어 있지 않다.

이 목록에 사용된 기호는 다음과 같다: P (반전성), C (C-반전성), G (G-반전성), u (위 쿼크), d (아래 쿼크), s (기묘 쿼크), c (맵시 쿼크), b (바닥 쿼크), I (아이소스핀), J (전체 각운동량), Q (전하), B (중입자수), S (기묘도), C (맵시), B′ (바닥성), 그리고 다양한 아원자 입자들 (이름을 보려면 마우스를 가져다 놓기).

 요약표 
이 표는 처음에 발표된 결과에서 파생되었으며, 해당 결과 중 다수가 예비 결과였기 때문에 다음 표에 있는 중간자 64개 중 상당수는 존재하지 않거나 질량 또는 양자수가 틀렸을 수 있다.

문자 "f"로 명명된 중간자는 스칼라 중간자(유사스칼라 중간자와 대조적으로), 문자 "a"로 명명된 중간자는 축-벡터 중간자(일반 벡터 중간자와 대조적으로) 또는 아이소스칼라 벡터 중간자이며, 문자 "b"와 "h"는 각각 양의 반전성, 음의 C-반전성, 그리고 IG 양자수가 1+ 및 0−인 축-벡터 중간자를 나타낸다.

"f", "a", "b", "h" 중간자는 아래 표에 나열되어 있지 않으며, 이들의 내부 구조와 쿼크 구성은 현재 진행 중인 연구 대상이다.
위 표에서 f0(500)으로 설명된 입자는 역사적으로 f0(600)과 σ (시그마)라는 두 가지 다른 이름으로 알려져 있다.

중간자 명명 규칙의 완전한 세트는 2017년 입자 데이터 그룹(Particle Data Group)의 리뷰 논문에 명시되어 있으며, 이 논문에는 2016년 이전의 일반적인 이름과 XYZ 중간자에 대한 새로운 입자 데이터 그룹 표준 명명 규칙을 매핑하는 표도 포함되어 있다.

 중간자 속성 
다음 목록은 알려지거나 예측된 모든 유사스칼라 (P = 0−) 및 벡터 중간자 (P = 1−)에 대한 세부 정보를 제공한다.

입자들의 속성과 쿼크 구성은 아래에 표로 정리되어 있다. 해당 반입자의 경우, 쿼크를 반쿼크로 (그 반대도 마찬가지) 바꾸고 Q, B, S, C, B′의 부호를 뒤집으면 된다. 이름 옆에 †가 붙은 입자들은 표준 모형에 의해 예측되었지만 아직 관측되지 않은 것들이다. 값은 실험적으로 확고하게 입증되지 않았지만, 쿼크 모형에 의해 예측되고 측정값과 일치하는 것들이다.

 유사스칼라 중간자 

[a] 비제로 쿼크 질량으로 인해 구성이 정확하지 않다.
[b] PDG는 공명 너비(Γ)를 보고한다. 여기서는 τ =  변환이 대신 주어졌다.
[c] 강한 고유상태. 수명이 확정되지 않았다(케이온 참고 참조)
[d] 과 의 질량은 의 질량으로 주어졌다. 하지만 과 의 질량 차이가 정도 존재한다는 사실이 알려져 있다.
[e] 약한 고유상태. 구성에 작은 CP-위반 항이 빠져 있다(중성 케이온에 대한 참고 사항 참조).

 벡터 중간자 

[f] PDG는 공명 너비(Γ)를 보고한다. 여기서는 τ =  변환이 대신 주어졌다.
[g] 정확한 값은 사용된 방법에 따라 다르다. 자세한 내용은 주어진 참조를 참조하라.

 중성 케이온에 대한 참고 사항 
중성 케이온에는 두 가지 복잡성이 있다.
 중성 케이온 혼합으로 인해 및 은 기묘도의 고유상태가 아니다. 그러나 이들은 약한 상호작용의 고유상태이며, 이는 그들이 붕괴하는 방식을 결정하므로, 이들이 확정적인 수명을 가진 입자들이다.
 및 에 대해 표에 주어진 선형 결합은 CP 위반으로 인한 작은 보정 때문에 정확히 옳지 않다. 케이온의 CP 위반을 참조하라.

이러한 문제는 다른 중성 맛깔 있는 중간자에 대해서도 원칙적으로 존재하지만, 케이온에 한해서만 약한 고유상태들이 극적으로 다른 수명 때문에 별개의 입자로 간주된다.

 같이 보기 
 중입자 목록
 입자 목록
 입자 발견의 역사

 각주 

 참고 문헌 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 외부 링크 
 Particle Data Group: The Review of Particle Physics; pdgLive – 중간자 요약표
 생각할 수 있는 중간자, 물리적 속성 비교를 허용하는 대화형 시각화

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