| 칭화대학, 제3종 펜타쿼크 입자 발견 | ||
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 최근 칭화대학 대형강입자충돌기(LHC) LHCb팀은 제3종 "펜타쿼크(pentaquarks)" 입자를 발견해 쿼크 이론의 신비를 밝힐 것으로 기대된다. 2015년에 LHCb팀이 첫 "펜타쿼크" 입자를 발견하기 이전에 펜타쿼크상태 물질의 존재는 이론적 단계에 머물러 있었다. 얼마 전에 연구팀은 해당 펜타쿼크 입자에 대한 검사과정에서 입자가 2개로 나뉘어졌음을 발견했다. 이는 초기에 발견한 펜타쿼크가 실제로 2개의 독립적 펜타쿼크(제1종, 제2종 펜타쿼크로 칭함)였고 더구나 둘의 질량이 근사해 마치 하나의 입자처럼 보였던 것이다. 연구팀은 현재 2015년에 비해 10배 더 많은 데이터를 보유해 보다 세밀한 구조 연구가 가능해졌다. 이번에 발견된 제3종 펜타쿼크의 질량은 제1종, 제2종 펜타쿼크에 비해 조금 작지만 셋 모두 1개 보텀(bottom), 2개 톱(top), 1개 참(Charm), 1개 참반쿼크로 구성되었다. 쿼크 이론은 입자물리학 표준모델의 핵심 구성부분이다. 동 이론에 의하면 쿼크에는 업(up), 다운(down), 참, 스트레인지(strange), 보텀, 톱 등 6가지 종류가 있고 그들 모두 자신의 반물질을 보유한다. 뿐만 아니라 쿼크와 반쿼크가 결합하여 "강입자"를 형성할 수도 있다. 강입자는 2가지 종류로 나뉘는데 한 가지는 3개 쿼크로 구성된 "중입자(양성자와 중성자 포함)"이고 다른 한 가지는 쿼크와 반쿼크로 구성된 "중간자(meson)"이다. 이외, 과학계는 기타 특별한 쿼크 조합을 제안했는데 예를 들면 2개 쿼크와 2개 반쿼크로 구성된 테트라쿼크(tetraquarks) 입자 그리고 4개 쿼크와 1개 반쿼크로 구성된 펜타쿼크 입자이다. 이미 발견된 3가지 종류 "펜타쿼크"의 내부 구성 차원에서 펜타쿼크가 5개 쿼크로 균일하게 혼합된 것인지 아니면 1개 중입자와 1개 중간자가 붙어서 형성된 느슨한 "분자"인지에 대해 연구팀은 후자에 무게를 싣고 있다. 이번 발견은 펜타쿼크상태를 이해하는데 한 발짝 다가섰다. 아직까지 펜타쿼크 내부 구조에 대한 직접적 측정이 어렵기에 이론학자와 실험학자의 공동노력이 필요하다. 향후 연구팀은 상기 3개 펜타쿼크 입자의 성질(예를 들어 스핀 등)을 더 많이 밝혀냄으로써 "같은 유형" 탐색 및 물질구성의 질서를 밝히는데 도움을 줄 계획이다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2019-04/03/content_418587.htm?div=-1 |
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