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입자붕괴의 매개자

원자핵은 작은 질량의 핵으로 나뉘면서 붕괴할 수는 있다고 해도, 어떻게 근원적인 입자가 다른 근원적인 입자로 붕괴할 수 있는가? 근원적인 입자들은 구성물이 없기 때문에, 더 이상 나누어질 수 없고, 오히려 어떤 방식을 통해 다른 입자로 바뀐다.

근원적인 입자가 붕괴할 때, 그것이 더 작은 질량을 가진 입자와 힘 매개 입자(언제나 W보존이다)로 붕괴함이 밝혀졌다. 이 힘 매개입자들은 이후에 다른 입자들로 재출현 할 수 있다. 따라서, 한 입자가 단지 다른 입자 종류로 바뀌는 것이 아니다; 여기에는 입자 붕괴를 매개하는 힘 전달 입자가 있다.

많은 경우에, 이 임시적인 힘 매개 입자는 에너지 보존법칙을 위배하는 것으로 보이는데, 왜냐하면 이들의 질량이 반응에서 허용하는 에너지보다 크기 때문이다. 그러나, 이 입자들은 하이젠버그의 불확정성 원리에 따라 아주 잠시 존재하여서, 어떤 법칙도 위배하지 않는다. 이것을 소위 가상 입자라고 부른다.

A charm quark (c) decays into a less massive particle (strange quark, s) and a force carrier particle (W boson) which then decays to u and d quarks.