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양자역학

현대과학에서 놀라운 것 중의 하나는 원자와 부속 원자의 입자들이 일상생활에서 우리가 보는 것처럼 행동하지 않는 것이다. 그들은 여기저기 튕기는 작은 공이 아니다; 그들은 파동의 성질을 가지고 있다. 표준 모델이론은 수학적으로 우리가 보는 입자들의 모든 성질과 상호작용을 설명할 수 있다. 그러나 우리의 모든 직관은 미세한 세계를 보는 데 도움이 되지 않는다.

과학자들은 매우 작은 입자의 성질을 기술할 수 있는 "작은 부분이나 요소로 나눠져 있다"는 의미를 가지는 "양자(Quantum)"라는 단어를 사용한다. 이것은 단지 띄엄띄엄한 특정한 값을 가지기 때문이다. 예를 들면 우리는 단지 전하의 정수 배값만을(또는 쿼크에서 1/3 과 2/3) 가지는 전기 전하를 찾을 수 있을 것이다.양자역학은 입자의 상호작용을 기술한다.


입자들의 몇가지 중요한 양자수:

    전기 전하. 쿼크는 2/3 혹은 1/3의 전기전하를 가질 것이지만 그들은 단지 정수의 전기 전하를 지닌 입자들을 형성한다. 쿼크가 아닌 모든 입자들은 전기전하의 정수배를 가진다.

    색 전하. 쿼크는 세 개의 색전하중의 하나를, 글루온은 여덟 개의 색전하-반 색전하를 운반한다. 다른 모든 입자들은 색 중성이다.

    맛깔(Flavor). 맛깔은 쿼크(그리고 경입자)를 서로 구별해준다.

    스핀. 스핀은 이상야릇하지만 중요한 물리적 양이다. 행성 또는 은하와 같은 큰 물체들은 그들의 스핀 때문에 각운동량과 자기장을 만든다. 입자들은 그들 자신의 각운동량과 작은 자기 모멘트를 가지는 것으로 나타났기 때문에 과학자들은 이 입자의 성질을 스핀이라 부른다. 입자들은 실제로 돌지 않기 때문에 이것은 엄밀히 말하면 틀린 표현이다. 스핀은 0,1/2,1,2/3(에 플랑크 상수 를 곱한 값)의 양자화된 단위를 지닌다.