쿼크에는 실제로 색상이 없습니다

근본적인 수준에서 현실은 우리 우주의 두 가지 속성,즉 존재하는 모든 것을 구성하는 양자와 그 사이에 일어나는 상호 작용에 의해 결정됩니다. 이 모든 것을 지배하는 규칙은 복잡해 보일 수 있지만 개념은 매우 간단합니다. 우주는 특정한 특성을 가진 양자 입자로 묶여있는 이산 된 에너지 비트로 구성되어 있으며,그 입자들은 우리의 현실을 뒷받침하는 물리 법칙에 따라 서로 상호 작용합니다.

이러한 양자 특성 중 일부는 입자가 특정 힘 하에서 상호 작용하는지 여부와 방법을 제어합니다. 모든 것은 에너지를 가지고 있으므로 모든 것이 중력을 경험합니다. 그러나 올바른 종류의 전하를 가진 입자만이 커플링이 일어나기 위해 그 전하가 필요하기 때문에 다른 힘을 경험합니다. 강한 핵력의 경우,입자는 상호 작용하기 위해 색 전하가 필요합니다. 쿼크에는 실제로 색상이 없습니다. 여기에 대신 무슨 일이 일어나고 있는지입니다.

우리는이 현실에 대한 모든 것을 이해하지 못할 수도 있지만,우리는 표준 모델의 모든 입자와 중력,전자기학,약한 핵력 및 강한 핵력의 네 가지 기본 힘의 본질을 밝혀 냈습니다. 하지만 모든 입자가 모든 상호작용을 경험하는 것은 아닙니다.

네 가지 기본 힘 중 모든 입자는 광자와 같은 질량이없는 입자조차도 고유 한 에너지를 가지고 있습니다. 너무 오래 당신이 에너지를 가지고,당신은 중력을 경험한다. 또한,중력 전하에는 오직 한 가지 유형이 있습니다:양의 에너지(또는 질량). 이런 이유로 중력은 항상 매력적이며 우주에 존재하는 모든 것 사이에서 발생합니다.

전자기학은 조금 더 복잡합니다. 한 가지 유형의 기본 요금 대신 양전하와 음전하의 두 가지가 있습니다. 전하(양수 및 양수 또는 음수 및 음수)가 상호 작용할 때 반대 전하(양수 및 음수)가 상호 작용할 때 반발합니다.

이것은 중력이 그렇지 않다는 흥미로운 가능성을 제공합니다:외부의 별도로 충전 된 물체에 순수한 힘을 가하지 않는 결합 상태를 갖는 능력. 동일한 양의 양전하와 음전하가 하나의 시스템으로 결합되면 중립 물체가 생깁니다. 무료 요금은 매력적인 및/또는 반발력을 발휘하지만 충전되지 않은 시스템은 그렇지 않습니다. 이것이 중력과 전자기학의 가장 큰 차이점입니다:0 이 아닌 전하로 구성된 중성 시스템을 가질 수있는 능력.

만약 우리가 이 두 힘을 나란히 상상한다면,전자기학은 두 방향을 갖는 것으로 생각할 수 있습니다. 전기 요금은 양수 또는 음수 일 수 있으며 양수-양수,양수-음수,음수-양수 및 음수의 다양한 조합은 인력과 반발력을 모두 허용합니다. 반면에 중력은 한 가지 유형의 전하 만 가지므로 한 가지 유형의 힘만 있습니다:매력.

전하에는 두 가지 유형이 있지만,전자기학의 매력적이고 반발하는 작용,즉 광자를 돌보는 데는 단 하나의 입자 만 필요합니다. 전자기력은 비교적 간단한 구조를 가지고 있습니다—두 개의 전하,같은 것들은 반발하고 반대는 유치—그리고 단일 입자,광자,전기 및 자기 효과를 모두 설명 할 수 있습니다. 이론적으로,하나의 입자,중력,중력에 대해 같은 일을 할 수 있습니다.

그러나,완전히 다른 발판에,강한 힘이있다. 그것은 중력과 전자기학 모두와 비슷합니다.새로운 형태의 전하와 그와 관련된 힘에 대한 새로운 가능성이 있다는 의미에서 말입니다.

원자핵에 대해 생각해 보면,전기력보다 강한 추가적인 힘이 있어야한다는 것을 즉시 인식해야합니다.그렇지 않으면 양성자와 중성자로 만들어진 핵이 전기 반발력으로 인해 날아갈 것입니다. 컬러 충전:양성자와 중성자,쿼크의 구성 요소,전기 요금 및 전하의 새로운 유형을 모두 가지고 있기 때문에 창조적으로 명명 된 강력한 핵력은 책임있는 당사자입니다.

당신이 기대할 수있는 것과는 반대로,전혀 관련된 색이 없습니다. 우리가 그것을 색깔 전하라고 부르는 이유는 하나의 기본적이고 매력적인 유형의 전하(중력과 같은)또는 두 가지 반대 유형의 기본 전하(전자기학과 같은 양극과 음극)대신에 강한 힘이 세 가지 기본 유형의 전하에 의해 지배되고 다른보다 친숙한 힘과는 매우 다른 규칙을 따르기 때문입니다.

전기 요금의 경우 양전하는 동일한 크기의 동일 및 반대 전하(음전하)에 의해 취소 될 수 있습니다. 그러나 색상 요금에는 세 가지 기본 요금 유형이 있습니다. 한 가지 유형의 단일 색상 전하를 취소하려면 두 번째 및 세 번째 유형 중 하나가 필요합니다. 세 가지 유형의 동일한 수의 조합은 우리가”무색”이라고 부르는 조합을 가져오고 무색은 안정적인 복합 입자의 유일한 조합입니다.

이는 양의 색상 전하를 갖는 쿼크와 음의 색상 전하를 갖는 안티 쿼크에 대해 독립적으로 작동합니다. 컬러 휠을 그리면 정삼각형과 같은 3 개의 등거리 위치에 빨간색,녹색 및 파란색을 넣을 수 있습니다. 그러나 빨간색과 녹색 사이에 노란색 것;녹색과 파란색 사이에 시안 것; 빨간색과 파란색 사이에 마젠타 것입니다.

이러한 중간 색상 전하는과 일치 반입자의 색상:안티 컬러. 청록색은 반대로 빨강과 동일하;마젠타는 반대로 녹색과 동일하;황색은 반대로 파랑과 동일하. 적색,녹색 및 청색의 3 개의 쿼크를 추가하여 양성자와 같은 무색 조합을 만들 수있는 것처럼 시안 색,마젠타 색 및 노랑색의 3 개의 앤티크를 추가하여 무색 조합을 만들 수 있습니다(예:안티 양성자).

색상에 대해 아는 것이 있다면 무색 조합을 생성하는 다른 방법을 생각하기 시작할 수 있습니다. 세 가지 다른 색상 또는 세 가지 다른 색상이 작동 할 수 있다면,어쩌면 오른쪽 색상-색상 방지 조합이 당신을 얻을 수 있을까?

사실,그것은 할 수 있습니다. 당신은 중간자로 알려진 무색 복합 입자를 생산하는 쿼크와 앤티크의 오른쪽 조합을 함께 혼합 할 수 있습니다. 이 때문에,작동:

• 적색 및 청록색,
• 녹색 및 자홍색,
• 및 청색 및 황색

은 모두 무색 조합이다. 당신이 무색의 순 전하를 더하는 한,강한 힘의 규칙은 당신이 존재하도록 허용합니다.

이것은 몇 가지 흥미로운 경로 아래로 당신의 마음을 시작할 수 있습니다. 빨간색+녹색+파란색이 무색 조합이지만 빨간색+시안 색이 무색이면 녹색+파란색이 시안 색과 동일하다는 것을 의미합니까?

맞습니다. 즉,단일(컬러)쿼크를 다음 중 하나와 짝을 이룰 수 있습니다:

• 2 개의 추가 쿼크,
• 1 개의 추가 쿼크 및 1 개의 앤티크,
• 1 개의 추가 쿼크 및 2 개의 앤티크,
• 5 개의 추가 쿼크,

또는 무색 총에 이르게 다른 조합. 테트라 쿼크(쿼크 2 개와 앤티크 2 개)또는 펜타 쿼크(쿼크 4 개와 앤티크 1 개)와 같은 이국적인 입자에 대해 들었을 때 이러한 규칙을 준수한다는 것을 알고 있습니다.

하지만 색은 단지 비유일 뿐이고,너무 자세히 보기 시작하면 그 비유는 꽤 빨리 무너질 것입니다. 예를 들어,강한 힘이 작용하는 방식은 글루온을 교환하는 것입니다.이 글루온은 색-반색 조합을 가지고 있습니다. 당신이 블루 쿼크이고 당신이 글루온을 방출하는 경우,당신은 당신이 방출 글루온이 색상을 보존 할 수 있도록 시안(안티 레드)와 블루 컬러 전하를 포함 의미 레드 쿼크로 변환 할 수 있습니다.

그러면 세 가지 색과 세 가지 반 색을 사용하면 9 가지 종류의 글루온을 가질 수 있다고 생각할 수 있습니다. 결국 빨강,녹색 및 파랑을 각각 청록색,자홍색 및 노란색과 일치 시키면 9 가지 조합이 가능합니다. 이것은 좋은 첫 번째 추측이며 거의 맞습니다.

하지만 밝혀진 바와 같이,8 개의 글루온 만 존재합니다. 당신이 빨간색 쿼크이고 빨간색/자홍색 글루온을 방출한다고 상상해보십시오. 여러분은 빨간 쿼크를 녹색 쿼크로 바꿀 것입니다.왜냐하면 그것이 색을 보존하는 방법이기 때문입니다. 그 글루온은 녹색 쿼크를 발견 할 것이고,마젠타는 녹색으로 전멸하고 붉은 색을 남겨 둘 것입니다. 이러한 방식으로,색상은 상호 작용하는 색깔의 입자 사이에 교환 얻을.

이 생각 라인은 글루온의 여섯에만 좋다,그래도:

• 레드/마젠타,
• 레드/옐로우,
• 그린/시안,
• 그린/옐로우,
• 블루/시안,및
• 블루/마젠타.

빨간색/청록색,녹색/자홍색 및 파란색/노란색의 다른 세 가지 가능성에 부딪 힐 때 문제가 있습니다.

물리학에서는 같은 양자수를 가진 입자들이 있을 때마다 서로 섞입니다. 이 세 가지 유형의 글루온은 모두 무색이며 절대적으로 함께 혼합됩니다. 그들이 혼합하는 방법에 대한 세부 사항은 매우 깊으며 비 기술적 인 기사의 범위를 벗어나지 만,세 가지 다른 색상과 반 색상의 불평등 한 혼합 인 두 가지 조합과 함께 모든 색상/반 색상 쌍을 동일하게 혼합 한 조합과 함께 마무리됩니다.

그 마지막 것은 진정으로 무색이며,색 전하를 가진 입자 또는 반 입자와 물리적으로 상호 작용할 수 없습니다. 따라서 8 개의 물리적 글루온 만 있습니다. 쿼크(및/또는 안티 쿼크)사이의 글루온과 다른 무색 입자 사이의 무색 입자의 교환은 문자 그대로 원자핵을 함께 묶는 것입니다.

우리는 그것을 색 전하라고 부를 수 있지만,강한 핵력은 우주의 모든 현상 중에서 독특한 규칙을 따른다. 우리는 색을 쿼크에,색을 안티 쿼크에,색-색 조합을 글루온에 돌리지 만 제한된 비유 일뿐입니다. 사실,입자들이나 반입자들 중 어느 것도 색을 가지고 있지 않지만,단지 세 가지 기본 유형의 전하를 가진 상호 작용의 규칙을 따르고,이 시스템 하에서 순 전하가없는 조합 만이 자연에 존재할 수 있습니다.

이 복잡한 상호 작용은 전자기력을 극복하고 같은 전하의 두 입자가 하나의 안정된 구조로 결합 된 원자핵을 유지할 수있는 유일하게 알려진 힘입니다. 쿼크에는 실제로 색상이 없지만 강력한 상호 작용에 의해 관리되는 요금이 있습니다. 이러한 독특한 특성을 통해서만 물질의 빌딩 블록이 결합되어 오늘날 우리가 살고있는 우주를 생산할 수 있습니다.