표준모형 > 세상은 어떻게 구성되어 있는가? > 쿼크의 구속(Quark confinement)
쿼크의 구속
색 전하를 가진 입자들은 개별적으로 발견되지 않는다. 그 때문에, 색 전하를 가진 쿼크들은 다른 쿼크들과 함께 묶음(강입자)으로 구속(confined)된다. 이러한 복합체는 언제나 색 중성이다.
표준모형에서 강한 상호작용에 대한 이론의 발달은, 쿼크들이 오직 중입자(3개의 쿼크로 이루어진 물질), 그리고 중간자(쿼크-반쿼크로 이루어진 물질)로만 결합되며, 다른 결합, 예컨대 4개의 쿼크로 이루어진 물질로는 결합되지 않는다는 점을 반영한다. 이제, 우리는 바리온(3개의 다른 색)과 메존(한개의 색과 그 반대색)만이 색 중성을 띤다는 것을 이해할 수 있다. 색 중성을 띤 상태로 결합할 수 없는 ud 혹은 uddd와 같은 입자들은 절대 관측할 수가 없다.
색력장(Color-Force Field)
주어진 강입자에서 미친듯이(madly) 서로 글루온들을 교환한다. 그래서 물리학자들은 글루온으로 구성되어, 쿼크들을 한데 묶어주는 색력장(color force field)에 대해 이야기한다.
만약 주어진 강입자에서 쿼크 중 하나를 잡아당기면, 색력장(color-force field)은 쿼크와 이웃하는 쿼크 사이에서 "늘어나게"된다. 쿼크를 더 멀리 잡아 당길 수록 에너지는 더 많이 색력장(color-force field)에 더해진고, 어느 시점에서 색력장(color-force field)을 늘리기보다 뚝하고 끊고(snap) 새 쿼크-반쿼크 쌍을 만드는 것이 에너지 면에서 더 안정적인 순간이 온다. 이 과정에서 색력장(color-force field)의 에너지가 새로 만들어진 쿼크와 반쿼크의 질량으로 변환되면서 총 에너지는 보존되고, 색력장은 늘어나기 이전의 진정된 상태로 돌아간다.
쿼크는 개별적으로 발견될 수 없다. 왜냐하면 쿼크를 잡아당길 때 색력(color force)이 증가하기 때문이다.
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