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설물리블링크 [993175] · MS 2020 (수정됨) · 쪽지

2024-03-23 00:31:59
조회수 4,516

이세상의 물질은 정말 완벽히 두 종류로 나뉩니다.

게시글 주소: https://orbi.kr/00067662912

바로 Fermion, 페르미온과 Boson 보손으로요.

딱 봐도 어디서 이름이 왔는진 알겠죠?

물리학자 엔리코 페르미와 사티엔드라 나트 보스입니다.

이 페르미온과 보손이 대체 뭘까요?

더이상 쪼갤 수 없는 입자는 가만히 놔두면 지 혼자서

자전을 합니다. 이걸 스핀이라고 하는데,

(사실은 전자는 자전을 할 수 없다는것이 밝혀졌습니다. 다만, 거시적으로 봤을때 그냥 자전이라도 봐도 이해에 큰 무리가 없어서 이렇게 부릅니다.)

이 스핀은 입자마다 다 고유한 값을 가집니다.

예를 들어 전자는 1/2이나, -1/2정도로 돌죠. 이 스핀은 몇바퀴를 돌아야 원래 상태로 돌아오는지로 이해할 수 있습니다. 1/2는 2바퀴를 돌아야 원래 상태로 돌아옴을 뜻하고, 부호는 도는 방형을 결정합니다.

그런데 이 세상엔 다른 여러 입자들도 있죠.

그런데 어떤 입자들은 이 스핀이 딱 떨어지는 정수

-2, -1, 0, 1, 2 등으로 되어있고 전자같은 어떤 입자들은 -1/2처럼 반 정수로 되어있습니다.

이에 따라서 입자를 두개로 나누게 되는데 전자를 보손, 후자를 페르미온이라 부릅니다. 스핀도 양자화되어있는 값이기 때문에 그 어떤 경우에도 물질은 페르미온과 보손에서 벗어날 수는 없습니다.

특이하게도 보손은 특수한 역할을 하는 물질로 이뤄져있습니다. 바로 물리학의 기본 상호작용, 즉 기본적인 4가지 힘을 매개하는 역할을 합니다. 보손들 중 하나인 글루온은 강력을 매개하여 양성자나 중성자같은 강입자를 만들어 유지시키고, 광자는 전자기력을 매개하여 에너지를 전달하며, W/Z 보손은 약력을 매개하여 입자를 붕괴시킵니다. 힉스 보손은 정말 특이하게도 입자들에게 관성 질량을 부여하는 역할을 합니다. 몸이 무거우면 힉스 입자 탓을 하세요. 다만 아직까지 중력을 매개하는 입자는 발견되지 않았습니다. 중력이 시공간 그 자체에 의한 힘이어서 그런진 몰라도 아직까지 중력을 매개하는 입자는 발견이 안되고 있습니다.


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