렙톤은 강한 핵력에 영향을 받지 않는 기본 입자인가요?
경입자
경입자(輕粒子, lepton)는 물리학에서 스핀이 ½이고 (페르미온) 강한 핵력에 영향을 받지않는 기본 입자이다. 전자, 뮤온, 타우온과 각각에 해당하는 중성미자로, 현재까지 총 6종이 알려져 있다. 강하게 상호작용하는 기본 페르미온은 쿼크로 분류된다.
경입자
렙톤은 또한 3세대에 걸쳐 여섯 종류로 달리 분류할 수 있다.[2] 1세대는 전자와 전자 중성미자, 2세대는 뮤온과 뮤온 중성미자, 3세대는 타우온과 타우 중성미자로 구성되어 있다. 1세대에서 3세대로 갈수록 구성하는 입자들의 질량이 증가하는 경향을 보인다.
핵무기 설계
만약 플루토늄이 어떠한 방식으로든 체내에 들어가게 되면, 높은 화학 반응성과 독성으로 말미암아 위험하기 때문에, 피트는 보통 얇은 비활성 금속으로 감싸둔다. 예전에는 니켈이 사용되었지만, 현재는 금을 주로 사용한다.
슬렙톤
슬렙톤(Slepton)은 렙톤의 초대칭짝으로, 스엘렉트론, 스뮤온, 스타우온, 스뉴트리노, 스뮤온 스뉴트리노, 스타우 스뉴트리노의 6종으로 이루어져 있으며, 스핀이 정수이다.
고전역학
뉴턴의 제2법칙은 한 입자의 질량과 속도와 힘(벡터양)의 관계를 설명한다.
여기서 "m"은 입자의 질량 F는 그 입자에 가해지는 모든 힘들의 벡터합(외부에서 가해진 "알짜"힘)이다. 그래서 뉴턴의 제2법칙은 다음{수식(1)}과 같다.
맨해튼 계획
맨해튼 계획이 추진한 두 번째 핵무기는 플루토늄을 원료로 한 것이다. 플루토늄은 자연 상태에서 매우 드물게 발견되기 때문에, 대부분의 플루토늄은 핵 분열 과정에서 인공적으로 생성되는 것을 농축한다. 핵 연쇄 반응에서 우라늄-238이 중성자와 결합하면 우라늄-239가 된다. 우라늄-239는 매우 불안정하기 때문에 원자핵 변환이 일어나 넵투늄-239로 변환한다. 넵투늄-239에 다시 중성자가 결합하면 플루토늄-239가 된다. 이러한 과정을 통해 우라늄-238에서 플루토늄으로 변환되는 비율은 매우 적고, 대부분은 우라늄의 상태를 유지한다. 따라서, 핵폭탄에 쓰이기 위해서는 플루토늄을 농축하여야 한다.
핵력
핵력(핵자-핵자 상호작용 혹은 잔류 강한 핵력이라고도 부름)은 두 개 이상의 핵자들 사이에 작용하는 힘으로, 양성자와 중성자가 결합하여 원자핵을 형성하는 근원이다. 넓은 범위에서, 이 힘은 가상 중간자들(예를 들어 파이온)의 교환으로 이해할 수 있다. 핵력은 종종 잔류(residual) 강한 핵력이라고 불리는데, 이는 양자색역학(QCD)에 의해 그 실체가 밝혀진 강한 상호작용과 구분하기 위해서다. 사실 핵력이라는 용어는 QCD가 발전하던 1970년대에 만들어졌다. 그 시기에 강한 핵력은 핵자들 간의 퍼텐셜을 의미했는데, 쿼크 모형이 확고히 자리를 잡은 이후 QCD로부터 나온 강한 상호작용이라는 용어가 널리 사용되었으므로 둘의 의미를 구분해줄 필요성이 있다.
힘 (물리)
힘의 기본적 이론 개발은 서로 다른 힘을 하나로 뭉친다는 통일장 이론으로 진행되었다. 예를 들어, 아이작 뉴턴은 지구 표면으로 떨어지는 물체가 받는 힘과 천체에 관한 중력에 대한 보편적인 이론을 자신의 이론으로 통일했다. 마이클 패러데이와 제임스 클러크 맥스웰은 전자력과 자기력을 20세기에 전자기력이라는 하나의 일관된 이론으로 통일할 수 있음을 보여주었고, 양자역학의 개발로 현대에는 중력을 제외한 3가지 힘을 물질 간 게이지 보존이라는 가상 입자의 교환을 통한 페르미온의 발현이라는 현상으로 통합하였다. 이 입자물리학의 표준 모형은 힘 사이의 관계를 상정하고 과학자들은 연속적 관찰을 통해 전자기력과 약한 상호작용이 전기·약 작용으로 통합할 수 있다는 것을 확인하였다. 표준 모형은 힉스 메커니즘은 아직 완전하게 관측되진 않았고, 중성미자 진동 등 표준 모형으로 설명되지 않은 현상이 나타나는 등 완전히 정립되지 못했다. 강력과 전약력 사이의 관계를 설명하는 대통일 이론은 초대칭 등의 물리학의 미해결 문제를 일부 수용할 수 있는 후보적 이론으로 간주되고 있다. 물리학자들은 4가지 기본 상호 작용을 연관지어 설명하는 모든 것의 이론에 관한 일관된 모델을 개발하기 위해 노력하고 있다. 아인슈타인은 이러한 노력을 해결하는 덴 실패했지만, 현재 이 이론에 관한 가장 유력한 설명은 끈 이론이다.
플루토늄 동위 원소
열중성자로에서의 핵분열 비율이 73~75%, 고속중성자(자원중성자)로에서의 핵분열 비율도 73~75%로 중성자 선속에 관계없이 비슷하기 때문에 좋은 핵분열 연료이다.
실제 원자로에서도 0.9%의 비율이 이 동위체의 핵분열로 인해 에너지를 생산하고 있다.
반감기가 14.29년으로 약한 베타선을 내뿜기 때문에 보관하기 용이하지만 붕괴 생성물인 Am은 강한 알파선에 감마선도 내뿜으므로 위험하다.
원자로에서 대량으로 생산되고 있으며 Am은 차세대 원자력 전지로 주목을 받고 있지만 감마선을 일정량 내뿜기 때문에 전지 개발에 제한을 받을 것이다.
타우 입자
타우 입자는 강입자로 붕괴하는 유일한 렙톤이다. 다른 렙톤은 붕괴에 필요한 충분한 질량을 가지고 있지 않다. 타우 입자 및 강입자의 붕괴과정은 약한 상호작용에 의해 일어난다. 타우 입자의 평균 수명은 약 0.3 피코초이다.
II형 초신성
이 과정을 제한하는 요인으로는 핵융합을 통해 방출되는 에너지의 양이 있는데, 이것은 원자핵 서로를 속박하는 속박에너지를 통해 결정된다. 각 핵융합 절차를 통해 점점 더 무거운 원자핵이 만들어지고, 그것을 합성할 때 점차 더 적은 에너지가 방출된다. 덧붙여서 탄소연소 이후에는 중성미자 생성을 통한 에너지 손실이 더욱 막대해진다. 이 때문에 반응률은 중성미자 생성이 일어나지 않는 경우보다 더 높아진다. 이것은 니켈-56이 만들어질 때까지 계속된다. 니켈-56은 붕괴하여 코발트-56이 되며 수 개월 후 최종적으로 철-56이 된다. 철과 니켈은 모든 원소 중에서 가장 높은 핵자당 속박에너지를 가지고 있는데, 때문에 중심핵에서 이들의 핵융합을 통해 에너지가 생성될 수 없다. 그리하여 니켈-철 중심핵이 성장하게 된다. 이 중심핵은 중력에 의해 막대한 짓눌림 압력을 받고 있다. 붕괴를 저지하기 위해 별의 온도를 높이기 위한 핵융합 반응이 일어나지 않기 때문에 중심핵은 오로지 전자의 축퇴압력에 의해서만 지지된다. 이 상태에서 물질은 매우 밀도가 높기 때문에 전자가 동일한 에너지 준위를 차지할 수 없어 더욱 압축할 수가 없다. 그러나 이는 전자와 같은 이상적인 페르미 입자에 대해서만 금지된 것인데, 이 현상을 파울리의 배타 원리라고 부른다.
약하게 상호작용하는 무거운 입자
약하게 상호작용하는 무거운 입자()는 천체물리학에서 암흑물질의 정체라고 지목되는 가설상의 입자다. 이 입자들은 약한 핵력과 중력을 주고받으며 서로 상호 작용하며, 그 외에도 약력보다 강한 다른 상호 작용을 하고 있을 것으로 추정된다. 이 입자들은 전자기력으로 상호 작용하지 않기 때문에 직접 관찰되지 않으며, 강한 핵력으로 상호 작용하지 않기 때문에 원자핵과 강하게 작용하지 않는다. WIMP는 보통 입자들과는 상호 작용하지 않기 때문에, 오로지 다른 WIMP와만 상호 작용한다. 또한, 이런 WIMP의 특성들은 WIMP가 더 무겁고 느리다는 것을 제외하고는 중성미자와 유사한 성질을 지니게 한다. WIMP는 WIMP끼리 반응했을 때 감마선을 방출한다.
입자의 목록
페르미온은 반홀수의 스핀을 갖고 있는데, 표준 모형에서 모든 페르미온의 스핀은 1/2이다 (와인버그-위튼 정리). 각 페르미온에 대해 그에 대응하는 반입자가 존재한다. 표준 모형의 페르미온은 색력을 느끼는지의 여부에 따라, 쿼크와 렙톤으로 나뉜다. 표준 모형의 페르미온은 총 12가지 맛깔(flavor)이 있는데, 그 중 6가지는 쿼크이고 나머지 6가지는 렙톤이다.중성미자 진동으로 인해 중성미자는 양의 질량을 갖게 된다. 그 값이 극히 작아서 정확하게 측정되지는 않았지만, 질량이 있다는 것은 증명되었다.
경입자
1세대의 전하를 띠는 렙톤 전자는 19세기의 여러 과학자들에 의해 이론적으로 제안되었고[3][4][5], 1897년에 톰슨이 발견했다.[6] 뮤온은 1936년에 앤더슨이 발견했으나, 발견 당시에는 메존으로 잘못 분류했었다.[7] 그러나 실험을 통해, 새로 발견한 뮤온이 메존의 성질을 띠기보다는 전자에 가까운 성질을 띤다는 사실을 알아냈다. 1947년에서야 전자와 같이 행동하는 입자들을 ‘렙톤’이라 이름 붙여주며, 뮤온을 렙톤에 포함시켰다. 전자 중성미자는 1930년 파울리가 입자의 베타 붕괴 현상을 설명하기 위해, 이론적으로 처음 제안했다. 전자 중성미자는 1956년 카원과 라이너스가 훗날 ‘카원-라이너스 중성미자 실험’라 명명된 실험을 통하여 처음 발견했다. 뮤온 중성미자는 1962년 레더먼, 슈워츠, 스타인버거가 발견했다. 타우온은 1974년과 1977년 사이에 스탠퍼드 선형 가속기 센터와 로런스 버클리 국립 연구소에서 연구한 마틴 루이스 펄과 그의 동료들이 발견했다. 타우 중성미자는 2000년 7월 페르미 국립 가속기 연구소의 DONUT Collaboration이 발견했다고 발표했다.
B - L
입자물리학에서 B" − "L("bee minus ell")은 중입자수("B")와 렙톤수("L")의 차이를 의미하는 물리량이다.
지구
핵은 맨틀이나 지각과는 달리 철과 니켈이 주성분인 금속으로 되어 있다. 핵은 지구 형성 초기에 밀도에 따른 중력 분화 과정에서 무거운 원소가 중력 포텐셜이 낮은 중심으로 모이면서 생겼다. 이러한 갑작스런 물질 조성의 변화 때문에 핵과 맨틀의 경계는 뚜렷한 구분을 보이는데, 이 면을 구텐베르크면이라고 한다. 핵은 깊이 5100km를 경계로 또 다시 두 층으로 나뉘는데, 외핵과 내핵이 그것이다. 외핵은 S파가 전달되지 못하는 것으로 보아 액체 상태로 되어 있다고 추정하고 있으며, 내핵은 고체 상태로 여겨진다. 내핵과 외핵의 경계면은 레만면이라고 한다. 외핵은 액체 상태로 지구의 공전과 열역학의 영향을 받으며 대류하고 있다고 추정하고 있으며, 외핵의 전도성의 유체의 운동에 의해 지구의 강력한 자기장이 유지되고 있다고 생각되고 있다.
우주의 역사
강입자 시대의 마지막에 강입자와 반강입자의 대부분이 소멸되고, 렙톤과 반렙톤이 우주의 지배물질로 남는다. 대폭발 이후 약 10초 정도 이후, 우주의 온도는 더욱 낮아져 더 이상 새로운 렙톤/반렙톤이 생성되지 않게 되며, 대부분의 렙톤과 반 렙톤은 대소멸 작용에 의해 사라지고 아주 적은 양의 렙톤만이 남게 된다.
세대 (물리학)
입자물리학에서, 세대(世代, generation)란 기본 페르미온을 대략 질량에 따라 세 갈래로 묶은 범주다. 세대 간에 서로 대응하는 입자에는 질랑을 제외하고는 모든 상호작용이 같은 꼴로 작용한다. 예를 들어, 1세대의 전자와 2세대의 뮤온, 3세대의 타우온은 그 질량을 제외하고는 모든 양자수가 같다.
각 세대는 쿼크 2종 3색, 렙톤 2종, 총 8개의 입자로 이루어진다. 세대의 존재는 표준 모형의 변칙의 상쇄를 위해 필요하다.
가리움 효과
1개의 전자만을 가지고 있는 수소 원자에서 전자에 작용하는 알짜힘은 원자핵으로부터의 전기적 인력과 같은 크기이다. 그러나, 더 많은 전자를 가진 원자에서 formula_1번째 전자껍질의 각각의 전자는 원자핵으로부터의 전자기적인 인력만이 아니라, 첫 번째 껍질 부터 formula_1번째 껍질 까지의 다른 전자로부터의 반발력도 받고 있다. 따라서 바깥쪽 껍질의 전자에 작용하는 알짜힘은 극적으로 작아지고, 안쪽 껍질의 전자에 비해 원자핵에 그다지 속박되지 않는다. 이 감소를 ‘침투효과(Penetration Effect)’라고 한다.
경입자수
입자물리학에서, 경입자수(輕粒子數) 또는 렙톤수(lepton 數)란 입자의 가법(加法, additive) 양자수의 하나로, 입자에 들어 있는 렙톤의 수와 반렙톤 수의 차이다. 기호는 "L".
뉴턴 운동 법칙
반면, 제3법칙의 강한 형태()에 따르면, 작용력과 반작용력은 크기가 같고 방향이 서로 반대일 뿐만 아니라 두 힘의 방향이 두 입자를 잇는 직선과 평행해야 한다. 즉, 만약 a가 formula_15에, b가 formula_16에 위치해 있다면 두 힘은 다음과 같은 꼴을 취한다.
만유인력은 제3법칙의 강한 형태도 만족하지만, 전자기학의 로런츠 힘은 제3법칙의 약한 형태만 만족하고, 강한 형태는 만족하지 않는다. 예를 들어 점전하와 쌍극자를 잇는 직선에 수직으로 위치한 점전하와 완전쌍극자 사이의 상호작용은 제3법칙의 강한 형태를 따르지 않는다.
렙틴
렙틴(, "얇은"을 뜻하는 λεπτός)은 식욕과 배고픔, 물질대사, 행동을 포함한 에너지 섭취, 소비 조절에 중요한 역할을 하는 16 kDa 단백질 호르몬이다. 지방에서 나오는 가장 중요한 호르몬들 가운데 하나이다. 표적세포는 시상하부이다. 렙틴은 렙틴 수용체와 결합함으로써 작용한다. 렙틴 수용체는 주로 포만중추와 섭식 중추에 있는데, 포만 중추의 경우, 활성을 촉진시키고, 섭식 중추의 경우, 활성을 억제시킨다. Ob(Lep) 유전자는 인간의 경우 7번 염색체에 위치해 있다.
알파입자 산란실험
매우매우 얇게 핀 금박을 중심에 두고 그 주위를 형광이 칠해져있는 판으로 둘러싸고, 그 금박에 알파입자를 쏜다. 이 때 이 알파입자는 He2+입자인데, 헬륨 중성원자에서 전자 2개를 뺀 헬륨을 금박에 쏜다. 그러면 헬륨빛이 금박에 맞는데 거의 대부분은 그냥 지나가지만 매우일부 극히 일부가 튕겨져나온다. 이 실험으로 러더퍼드는 원자의 중심에 +전하를 띈 매우 무거운 물체가 자리잡고 있다고 증명한다. 물체가 +전하를 띄는 이유는 쏘아보낸 헬륨이 +전하를 띄기 때문이다. 만약 -전하였다면 그대로 흡수되었을 것이다.
위 쿼크
위 쿼크(, 기호: u)는 물질의 주성분이며, 기본 입자 중 하나인 쿼크들 중 가장 가벼우며, 아래 쿼크와 함께 원자 핵을 이루는 중성자(위 쿼크 하나, 아래 쿼크 둘)와 양성자(위 쿼크 둘, 아래 쿼크 하나)를 구성한다. 물질 1세대이며, 전하는 + "e"이고 정지 질량은 이다.. 다른 쿼크와 마찬가지로, 위 쿼크는 스핀이 인 기본 페르미온이며, 4가지의 기본 상호작용의 영향을 받는다:중력, 전자기력, 약한 상호작용, 강한 상호작용. 위 쿼크의 반입자는 위 쿼크에서 전하와 같은 일부 특성이 크기는 같고 부호가 반대인 위 반쿼크(종종 "반 위 쿼크"라고도 불린다)이다.
플루토늄 동위 원소
반감기가 24110년이나 되고 1kg당 1.9W의 강력한 방사선을 내뿜기 때문에 재처리를 꼭 해야만 하는 동위체이나 핵무기 제조 우려 때문에 일부 국가를 제외하고는 여러 국가들이 제한받고 있다.
하지만 보관기간이 30만년이나 필요하고 이 기간동안 안전하게 보관하기란 사실상 불가능하므로 재처리를 하여 핵연료로 소진해야 한다.
리튬
원자물리학에는 리튬이 곧잘 쓰인다. 알칼리 금속 중에서는 유일하게 안정된 페르미온인 Li는 극저온 상태인 페르미온적 양자 기체의 효과를 연구하는 데에 쓸모가 있다(BCS 이론 참조). 동시에 광범위한 페쉬베이크 공진(Feshbach resonance)을 일으키므로, 흩어놓는 원자의 거리를 마음대로 정할 수 있으며, 자기장이 완벽히 정밀해야 할 필요도 없어진다.
탄소
탄소 원자들은 결정 구조를 이루지 못하고 불규칙한 비정질 상태로도 존재한다. 이때 탄소는 분말 형태이며, 목탄, 카본 블랙(그을음), 활성탄의 주 재료이다. 대기압에서 탄소의 가장 안정한 상은 흑연인데, 각 원자들이 방향족 탄화 수소에서 삼각평면 구조로 결합해 육각 고리 패턴을 형성하고 있다.[31] 따라서 흑연은 판상 구조를 하고 있으며, 각각의 판은 약한 판데르발스 힘으로 결합되어 있다. 각각의 판들은 미끄러지기 쉬우며 충격에 약하기 때문에 흑연은 부드럽고 쉽게 쪼개지는 특성을 가지고 있다. 탄소의 최외각 전자가 4개이므로 흑연에서 세 개의 공유 결합을 이루고 남은 전자는 π-오비탈의 형태로 비편재화되어 있기 때문에 흑연은 전기 전도도가 높은 물질이다. 그런데 전자는 각각의 판 사이에서만 이동할 수 있기 때문에 대부분의 금속보다 낮은 벌크(Bulk) 전기 전도도를 가진다. 비편재화는 실온에서 흑연이 다이아몬드보다 안정한 이유 중 하나이다.
질량
질량과 에너지가 남김없이 상호 전환될수 있지만 항상 모든 질량이 에너지로 전환되는 것은 아니다. 고전적 관점에서 물체를 질량과 에너지로 구분하는 기준은 반응의 종류에 따라 다르다. 화학 반응에서는 최외곽 전자의 에너지만이 변화하며 물질의 핵력, 내부 전자껍질의 에너지 등의 나머지 부분은 질량으로 볼 수 있다. 반면 기본 입자의 반응에서는 입자의 모든 에너지가 다른 형태로 전환되기 때문에 입자의 변화하지 않는 질량은 존재하지 않는다.
핵무기
폭발 1분 후에 1Mt급 탄두가 발하는 핵방사선은 라듐 1천만 톤에 해당할 정도로 강렬하다. 또 방사성낙진이나 잔류 방사능으로 원폭풍이 발생해 피폭효과는 지속된다.대한민국의 국방연구원에서는 1메가톤급 핵폭탄이 서울 종로구 세종로 사거리 상공에서 터질 경우, 폭발지점으로부터 반경 7 km 이내의 모든 사람이 사망하고, 따라서 업무 시간대에 반경 3 km 내에 있을 것으로 예상되는 300만 명이 전원 사망할 것으로 예상한다.2004년 10월 26일 미국 국방위협감소국(DTRA: Defense Threat Reduction Agency)이 시뮬레이션 결과를 발표했다. 서울 상공에서 100kt 규모의 핵탄두가 폭발하면 31만 명이 즉사하는 것을 포함해 총 630만 명의 사상자가 발생하는 것으로 나타났다. 핵폭발에 의한 1차 인명피해는 현장에서 31만 679명이 즉사하고 핵폭풍과 열복사선에 의해 23만 2183명이 중상을 입는 것으로 나타났다. 방사능 낙진에 의한 2차 인명피해는 핵폭발 1분 뒤부터 쏟아져 내리는 방사능 낙진이 북서풍을 타고 수도권 서남부 지역으로 광범위하게 퍼지면서 많은 지역이 피해를 입는 것으로 예측됐다.대한민국의 국방연구원에서는 20kt급 핵폭탄이 터질 경우에는, 폭발지점으로부터 반경 1.2 km 이내의 모든 사람이 사망할 것으로 보고 있다. 1945년 8월 6일, 일본의 히로시마 시에 투하된 미군의 리틀 보이가 20킬로톤급으로서, 보통 핵폭탄의 위력이 히로시마 원폭의 몇 배나 되는가 하는식으로, 그 폭발력을 표시하는 한 기준으로 사용되고 있다.미국의 국제천연자원보호협회(NRCD)가 2004년 미 국방부에 제출한 한반도 가상 핵전쟁 시나리오에 따르면, 15kt의 핵탄두 1개가 대한민국 국방부와 미국 제8군이 있는 서울시 용산구 삼각지 500m 상공에서 폭발할 경우 반경 4.5km는 잿더미로 변하고 서울 중심부는 물론 경기도 고양시 일산, 성남시 분당, 수원시까지 핵폭풍과 충격파, 낙진으로 파괴돼 60만∼120만 명의 인명 피해가 날 것으로 분석됐다.미국 국방부 산하 국방위협감소국(DTRA)에서는, 북한이 10kt급 핵폭탄을 서울에 투하할 경우 최소 34만 명의 사상자가 발생할 것으로 보고 있다. 즉, 최소 18만 명의 사망자와 16만 명의 부상자가 발생할 것으로 예상하고 있다. 18만 명의 사망자 중 10만 명은 핵폭발 당시 즉사, 8만 명은 낙진 피해로 사망할 것으로 본다.
경입자
일부 입자 물리학자들은 4세대 렙톤이 존재할 가능성을 제기하고 있다. 현재 알려진 바로는 만약 발견된다면 4세대 전하를 띠는 렙톤의 질량은 100.8 GeV/c2 정도가 한계이며, 4세대 중성미자의 질량은 45.0 GeV/c2 가 한계라고 예측하고 있다.
핵융합
만약 하나의 입자를 가속하여 다른 원자핵에 부딪힘으로 핵융합을 유발한다면, 이 핵융합은 빔-과녁 핵융합이라고 한다. 만약 두 원자핵이 모두 가속된다면 이는 빔-빔 핵융합이라고 한다. 원자핵이 열평형 근처의 플라스마의 일부라면, 이는 열핵 핵융합이라고 한다. 온도는 입자의 평균 운동 에너지의 증가 수단이며, 원자핵을 가열함으로써 입자는 에너지를 얻으며, 결국 0.1 MeV 장벽을 넘게 되는 것이다. 전자볼트와 켈빈간의 단위 변환은 0.1 MeV의 장벽은 1 기가켈빈의 매우 높은 온도에서 넘을 수 있다는 것을 보여준다.
입자의 목록
페체이 퀸 이론에서는 강력의 CP 문제를 해결하기 위하여 액시온이라는 스칼라 입자를 도입한다.
초대칭을 포함하는 이론들은 추가적인 입자들의 존재를 예측한다. 이 중 오늘날 (2010년) 실험적으로 검증된 것은 없다. 아래의 목록은 최소 초대칭 표준 모형(MSSM)을 따른다. (다른 모형의 경우 입자 목록이 다를 수 있다.
초짝입자 가운데 가장 가벼운 입자(lightest supersymmetric partner, LSP)는 안정하며, 암흑 물질을 이룰 것이라 예상된다.
핵무기 설계
핵분열 폭탄에서 피트를 감싸는 폭탄이 폭발하면서 생기는 충격파는 너무나도 짧은 시간 지속되므로, 피트의 일부만이 압축되게 된다. 때로는 알루미늄, 베릴륨, 혹은 두 금속의 합금과 같은 낮은 밀도의 금속으로 이루어진 pusher 층이 폭발 렌즈와 탬퍼 사이에 놓이기도 한다(알루미늄이 비록 안전하고 가공하기도 쉽지만, 베릴륨은 효율적인 중성자 반사재인 면이 있다). 이는 충격파를 뒤로 밀쳐냄으로써 충격파의 지속시간을 좀 더 길게 해주는 역할을 수행한다. pusher로는 낮은 밀도의 물질이 적당하며, 탬퍼로는 높은 밀도의 물질이 적당하지만, 탬퍼 및 반사재는 그 스스로 pusher의 역할도 함께 수행하도록 설계될 수도 있다. 에너지 전달 효율을 극대화하기 위해서는, 두 층의 밀도 차이가 최소로 유지되어야 한다.
타우 입자
특수한 경우를 제외하고는 렙톤 수가 세대별로 보존되므로, 타우 입자가 뮤온 및 전자로 붕괴하는 과정에서 타우 중성미자가 생성된다.
핵무기 설계
핵융합 부스팅은 두 가지의 이점을 제공한다. 첫 번째는 명백한데, 무기를 훨씬 작고, 가볍게 하고, 또한 같은 핵출력에 대해 핵분열성 물질을 적게 사용하도록 하며, 그러므로 제작하고 운반하는 데 드는 비용이 훨씬 싸게 만들 수 있다는 것이다. 두 번째 이점은 핵융합 부스팅은 핵무기를 "방사선 간섭"에 영향을 받지 않도록 해준다는 것이다. 1950년대 중반, 플루토늄 피트가 주변 핵폭발로부터 발생한 강력한 방사선에 노출될 경우 실제 폭발 이전에도 부분적으로 폭발할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 물론 전자 장비도 피해를 입고 오동작할 수 있지만, 이는 별개의 문제이다. 방사선 간섭은 효과적인 조기 경보 레이다 시스템이 등장하기 전까지는 특히 커다란 문제였는데, 이는 적이 선제 공격을 하게 되면, 자국의 핵무기가 모두 쓸모없어질 가능성이 있기 때문이었다. 부스팅 기법은 핵무기에 필요한 플루토늄의 양을 방사선 간섭에 쉽게 영향받을 만한 양 이하로 줄여준다.
플루토늄
플루토늄(←, ←)은 희귀한 초우라늄 방사성 동위원소로 원자번호 94, 기호는 Pu(←)이다. 반감기는 최소 88년에서 최대 808만 년이다. 원자로내에서 우라늄 농축연료를 분열시키거나 238U에 중성자를 조사하여 플루토늄을 만든다. 특히 239Pu은 고속증식로의 연료로 사용되며, 또한 원자폭탄 제조에 사용된다. 동위원소인 238Pu는 원자력 전지에 사용된다. 플루토늄은 독성이 강해 취급에 상당한 주의를 요한다. 최근에는 원자로 내에서 스스로 증식하는 특성을 이용하여 플루토늄을 주 연료로 하는 고속증식로를 전략원자로로 개발하고 있다.
표준 모형
강력의 게이지 보손은 글루온이다. SU(3)가 8차원이므로, 글루온은 총 여덟가지의 색을 지닌다. 강력은 오직 쿼크에만 작용하고, 렙톤에는 작용하지 않는다. 쿼크는 세가지의 색을 지닌다. 이를 가시광선의 삼원색을 따서 통상적으로 빨강, 초록, 파랑으로 부른다. 이 때문에 강한 상호작용을 기술하는 양자장론을 양자 색역학이라고 일컫는다.
글루온을 통하여 쿼크의 색이 바뀔 수 있다. 따라서 글루온의 색을 3가지의 색을 다른 색으로 바꾸는 조합 (초록→빨강, 빨강→파랑 등)으로 볼 수 있다. 3가지의 색을 다른 3가지로 바꾸는 조합은 총 3×3=9가지이나, 그중 모든 색을 그대로 두는 (빨강→빨강, 초록→초록, 파랑→파랑) 변환을 제외하여 8가지의 색이 남는다.
입자물리학
구체적으로, 입자라는 용어는 입자물리학이 양자역학의 지배를 받기 때문에 고전역학에서는 잘못된 용어이다. 따라서, 특정한 상황에서 파동이 입자같은 성질을 띌 때와 같은 파동-입자 이중성 현상을 설명할 수 없다. 보다 기술적 측면에서, 힐베르트 공간의 양자 상태벡터로 설명하며, 이 공간은 양자장론에서 처리하고 있다. 입자물리학의 규칙에 따라, "기초 입자"는 전자나 광자같은 잘 알려진 유형의 입자뿐 아니라 파동 속성을 가지고 있는 입자도 포함되어 있다.
모든 입자와, 그 입자와 상호작용하는 입자는 양자장론에 따라 기술되며 표준 모형 내에 있다. 표준 모형에는 총 61개의 기본 입자가 있다. 이 기본 입자들은 합쳐져서 상위의 입자가 될 수 있으며, 1960년대 이후에 이런 상위 입자들 수백개가 발견되었다. 표준 모형은 현재까지 거의 모든 실험에서 맞는 것으로 판단하고 있다. 그러나, 대부분의 입자들은 자연적으로는 불완전히 설명되며, 모든 것의 이론 같은 더욱 근본적인 이론 개발을 기다리고 있다. 최근 몇 년 동안, 중성미자의 질량 측정 결과 표준 모형과 실험적인 오차가 있는 것이 확인되었다.
기본 입자
현재, 실험에 의해 가장 작은 단위라고 생각하는 기본 입자는 표준모형의 쿼크와 렙톤 및 게이지 보손이다. 그러나 이들 역시 구조를 가지고 있다고 보는 이론들이 있다 (프리온 이론).
알파 입자
가장 잘 알려진 알파입자들은 무거운 원자 (원자량이 106보다 큰 원소)들이 알파붕괴 하면서 방출한 것들이다. 원자가 알파붕괴를 하면서 알파입자를 방출할 때, 핵자 4개가 빠져나감에 따라 그 원자의 질량수는 4만큼 감소한다. 이 원자의 원자번호는 양성자 2개를 방출함에 따라 2만큼 떨어지고, 새로운 원소가 된다. 이러한 핵변환의 예로는 알파 붕괴에 의해 우라늄이 토륨이 되는 것 또는, 라듐이 라돈 가스가 되는 것 등이 있다.
KN-08 핵탄두
데이비드 올브라이트 미국 과학국제안보연구소 소장은 핵탄두 소형화가 매우 어려운 기술인 것 처럼 과장되는데, 실제로는 그렇게까지 고도의 기술이 필요한 것은 아니며, 오히려 핵무기 폭발력을 높이는 것과 핵탄두를 탑재한 대기권 재진입 로켓을 개발하는 것이 고도의 기술이 필요하다고 지적한다.
NRDC의 핵군축 담당 수석 과학자인 토마스 코크란 박사는 고급기술시 3kg, 중급기술시 3.5kg, 저급기술시 6kg의 플루토늄이면 히로시마 핵폭탄 리틀보이에 해당하는 TNT 20kt급 핵폭탄을 만들 수 있으며, 고급 1kg, 중급 1.5kg, 저급 3kg이면 TNT 1kt급 핵폭탄을 만들 수 있다고 본다.
유럽 입자 물리 연구소
CERN이 세운 수많은 업적 중에서도 가장 최고로 꼽히는 것은 W와 Z보존을 발견한 것이다. W 보존과 Z 보존의 발견은 원자핵 사이의 약한 상호작용을 매개 되는 입자를 찾기 위한 시도에서 얻어진 결과였다. 1930년대 중반 페르미가 원자핵의 베타 붕괴로부터 상호 작용의 패턴을 읽어내었고, 뮤온의 붕괴, 파이온의 붕괴 등의 현상도 페르미의 이론으로 잘 설명되는 것이 확인되면서 강한 상호작용과 약한 상호 작용이 다른 상호 작용임이 명백해졌었다. 이후에도 이에 대한 연구는 계속되었고, 머리 겔만, 리처드 파인만, 셸던 리 글래쇼, 피터 힉스 등의 과학자들에 의해 약한 상호 작용에 관련된 연구 결과들을 제시되고 있었다. 1967년에는 이 모든 것을 정교하게 짜 넣어 W 보존과 Z 보존으로 매개 되는 약한 상호 작용과 질량이 없는 광자를 통해 매개되는 전자기 상호 작용을 함께 기술하는 스티븐 와인버그의 논문 <렙톤의 모형>이 발표되었다.
원자 번호
1917년에 러더퍼드는 α 입자와 질소 기체 사이에서의 핵반응을 통해 수소 원자핵들을 생성하는 데 성공했고, 자신이 프라우트의 법칙을 증명했다고 생각했다. 1920년 그는 생성된 핵 입자들을 양성자라고 명명했다. (이전에는 프라우트의 이름을 딴 프라우톤(prouton)이나 원질이라 불렀다) 모즐리의 연구를 통해 무거운 원자들의 원자핵들이 수소 원자핵들로 만들어진 그 원소들로부터 예측되는 질량보다 2배는 더 된다는 것이 확실해졌고, 따라서 모든 무거운 원자핵에 존재하는 추가적으로 예상되는 양성자들이 어떻게 상쇄되었는지에 대한 대한 가설이 필요했다. 헬륨 원자핵은 두 전하를 상쇄하기 위해 4 개의 양성자와 2개의 핵 전자(핵 내부에 결합되어 있는 전자)로 구성되어 있다고 생각하였다. 주기율표의 반대쪽 끝에서 수소 질량의 197배인 금 원자핵은 118개의 핵 전자를 가짐으로서 +79의 전하를 가져 원자 번호와 일치한다고 보았다.
자연과학
입자물리학의 발전은 19세기 이후 연구되던 여러 방사능 물질들의 핵분열과 핵융합의 조작을 가능하게 되었다. 이를 통해 과학자들은 플루토늄과 같이 자연적으로 존재하지 않는 물질을 합성하였다. 핵물리학의 지식은 핵발전소와 같이 평화적인 분야에 이용되기도 하나 핵폭탄과 같이 재래식 무기를 초월하는 파괴력을 가진 무기가 되기도 한다.
극대거성
별빛의 흡수에 의해 엄청나게 많은 수의 좁은 스펙트럼 선이 만들어지는 선("line-driven") 항성풍과는 달리, 연속체 형성은 광구에서 "금속" 원자(적은 수의 선을 가진 수소와 헬륨 외의 원자)의 존재를 필요로 하지 않는다. 이것은 매우 무거운 별이 금속함량과 상관 없이 연속체 형성이 이루어짐을 의미하는, 금속부족별이기도 하기 때문에 중요하다. 동일한 선상의 추리로, 연속체 형성은 대폭발 직후에 형성되어 어떠한 금속도 포함하지 않는 첫세대 별의 상한 질량에도 기여한다.
대폭발 핵합성
대폭발 핵합성의 효과를 계산하기 위한 주요한 인자는 중입자 당 광자의 수이다. 이 인자는 초기 우주의 온도 및 밀도에 해당하며, 핵융합이 일어나는 초기상태를 가늠하게 해준다. 이 값으로부터, 각 원소의 존재 정도를 결정할 수 있다. 비록 중입자 당 광자 비율이 원소의 존재 비율을 정확하게 결정하는 데 있어 중요하지만, 광자 수가 변한다고 해서 원소 비율이 크게 차이가 나게 되는 것은 아니다. 대폭발 이론 그 자체에 큰 변화가 없다면, 대폭발 핵합성은 25%의 헬륨-4, 1%의 중수소, 아주 약간의 리튬 및 베릴륨을 생성한 것으로 생각되며, 그 외의 다른 무거운 원소는 생성하지 못한 것으로 알려져 있다. 우주의 관측 결과가 이러한 수치와 일치한다는 사실은 대폭발 이론에 강력한 확신을 더해주고 있다.
입자 가속기
소립자 물리학의 표준 모형(標準模型, Standard Model)은 자연계의 기본 입자와, 중력을 제외한 그 상호작용 (강한 상호작용, 약한 상호작용, 전자기 상호작용)을 다루는 게이지 이론이다. 강력을 다루는 양자색역학과, 약력과 전자기력을 다루는 와인버그-살람 이론으로 이루어진다. 표준 모형에 따르면, 전자와 중성미자 및 기타 렙톤은 기본 입자이나, 하드론은 쿼크로 이루어진다. 이들은 게이지 보손에 의하여 상호작용한다. 게이지 보손은 이론의 대칭을 나타낸다. 표준 모형의 대칭 가운데 강한 상호작용의 대칭은 가둠으로 인하여 간접적으로만 관찰할 수 있고, 약한 상호작용의 대칭은 힉스 메커니즘으로 인하여 깨진다. 따라서 거시적으로는 전자기 상호작용의 대칭만 쉽게 관찰할 수 있다. 표준 모형은 실험적으로 힉스 메커니즘을 제외하고 1980년대에 완성되었다. 힉스 메커니즘은 표준 모형에서 중요한 역할을 하나, 아직 실험적으로 검증되지 않았다. (2012년 하반기에 실험적으로 검증됨. //추후 확인 기사나 자료 첨가 바람.) 
관성 봉입 핵융합
융합 반응은 더 가벼운 원자들, 수소같은 것들합쳐져 더 큰 것이 된다. 일반적으로 반응은 원자들이 이온화되어 전자가 열에 의해 자유로워지는 아주 높은 온도에서 일어난다. 그리하여 융합은 일반적으로 원자보다는 핵자에 관련되어 서술된다.
핵자들은 양전이 되어 있고 이 때문에 정전기력에 의해 서로를 밀어낸다. 이 척력을 이겨내는 것은 상당한 양의 에너지가 필요하고 쿨롱 장벽이나 융합 에너지 장벽이라고 알려져 있다. 일반적으로 더 적은 에너지가 더 가벼운 핵자를 융합시키는데 필요하다. 이는 더 적은 전하를 가지고 있어서 더 낮은 에너지 장벽을 가지고 있기 때문이다. 그리고 이들이 융합을 할 때 더 많은 에너지가 방출된다. 핵자의 질량이 증가함에 따라 반응이 더 이상 순 에너지를 방출하지 않는 점이 존재한다. 교차점은 철,Fe이다.
파이 중간자
(핵의 반경에서 추론한) 핵력의 범위로부터, 유카와는 100 MeV 질량을 갖는 입자의 존재를 예견했다.
1936년에 뮤온이 발견되면서 106 MeV의 질량을 가진다고 관측됨에 따라 이것이 중간자가 아닌가 하고 생각되었지만
이후의 실험에서 뮤온은 강력을 매개하지 못한다는 것이 밝혀졌다. 현대적인 용어로 뮤온은 중간자가 아닌 렙톤이다.
핵폭발
모든 물질은 그 물질 고유 특성을 그대로 가진 최소단위인 원자 집합체이며, 원자는 각각 다른 특성을 가진 103종의 원소들 중 몇 개로 결합된 입자이다. 핵폭발의 원료로 쓰이는 우라늄, 플루토늄, 코발트는 원소의 한 종류이다. 핵폭발은 재래식 폭발과 달리 원자핵내의 반응에 따라 다른 원자핵이 생성되면서 발생하는 현상이다. 우라늄(U)의 원자핵에 가속된 중성자를 충돌시키면 분열하면서 높은 에너지와 더불어 감마선 등의 방사선과 평균 2개의 중성자가 방출된다. 이 2개의 중성자가 다시 다른 원자핵에 충돌하는 연쇄반응이 핵분열 반응이다. 히로시마에 사용된 핵연료는 우라늄(U)이고, 나카사끼에서는 플로토늄(PU)가 사용되었으며 둘 다 모두 순수한 핵분열탄으로 원자폭탄이다. 반면에 삼중수소와 중수소의 두 개의 원자핵이 모여 하나의 무거운 헬륨 원자핵을 만드는 핵융합을 이용한 것은 수소폭탄이다.
핵테러
다양한 노력에도 불구하고 핵물질 유출을 막기란 쉬운 일이 아니다. 예를 들어 1kg의 금속 플루토늄 구체(球體)는 반지름 2.3~2.4cm에 불과해 당구공보다 작다. 방사능도 미약해서 작은 납 상자 하나면 충분히 차단할 수 있다. 공항이나 항구, 국경검문소처럼 방사능검색기가 장착된 지역에서는 이를 검색할 가능성이 크지만, 대형 선박에 실린 화물의 경우 플루토늄이 든 조그만 납 상자를 선박 지하구석에 숨겨둔다면 이를 찾아내기란 매우 어려운 일이다. 더구나 개인이 소량의 플루토늄이 든 납 상자를 배낭에 넣고 경계가 삼엄하지 않은 일반 국경지역 - 예를 들어 압록강 같은 - 을 넘는다면 이는 결코 찾아낼 수 없다.
기본 입자
더 이상 쪼갤 수 없는 궁극의 단위라는 뜻으로 볼 때에는 절대적인 기본 단위를 생각할 수 있겠지만, 과연 가장 기본이 되는 단위가 존재하는지는 확실하지 않다. 역사적으로 분자, 원자, 원자핵 등이 각각 기본 입자라고 생각했지만, 새로운 발견을 통해 이들이 더 작은 입자 조합하여 설명할 수 있는 구조를 가지고 있기 때문에 언제나 새로운 기본 입자가 제시되어 왔다.
중성 보존류
Z보손은 광자와 글루온을 제외한 모든 표준 모형 입자들과 결합이 가능하다. 하지만 상호작용하는 두 입자가 모두 전하를 가졌을 경우, Z보손 뿐만 아니라 광자를 주고받을 수 있다. 상호작용하는 입자가 Z보손 질량(약 91 기가전자볼트) 이상의 에너지를 갖고 있지 않을 경우, Z보손 주고받음의 효과가 전자기 상호작용 과정의 전체 진폭에서 차지하는 비중은 대단히 작다(formula_7). 이와 같은 이유 때문에 입자가속기를 통해 중성 보존류가 관여하는 상호작용이 발견되며 또한 Z보손의 질량이 제대로 측정된 것은 1983년이 되어서야 가능했다.
세대 (물리학)
각 세대는 두 가지의 렙톤과 두 가지의 쿼크로 이루어진다. 두 렙톤 중 하나는 단위전하를 띠고, 다른 하나는 전하를 갖지 않는다. (이 중성 입자는 중성미자라 부른다.) 두 쿼크는 각 −과 +의 전하를 가진다.
오가네손
오가네손은 비활성 기체에 속하는 원소이다. 주기율표상의 위치에서는 라돈 바로 밑에 위치를 한다. 그리고 비활성기체에서 가장 무거운 원소이다. 최외곽 전자 껍질에는 8개의 전자가 있으며. 안정적이다. 오가네손의 최외곽 전자껍질은 s-구역 전자 2개, p-구역 전자 6개로 7s, 7p이다. 이 전자배치를 옥탯배치라고 한다.
원자 번호
하지만 단순히 주기율표의 위치에 따라 번호를 매긴 것은 문제가 많았다. 아이오딘과 텔루륨의 경우를 제외하고는 아르곤과 포타슘, 코발트와 니켈 같은 다른 경우들은 후에 거의 같거나 순서가 뒤바뀐 원자량을 가진 것으로 밝혀졌고, 그래서 화학적 특성을 맞추기 위해 배열순서를 변경해야 했다. 그러나 원자번호가 명확하지 않은 화학적으로 유사한 란타넘 원소들이 점점 더 많이 발견되면서 루테튬(71) 후부터 원소를 주기적으로 번호매기는 것은 불확실하고 모순적이었다. (하프늄은 그당시 발견되지 않았다)
원자핵
예컨대 1916년까지도 길버트 루이스는 그의 논문에서 "원자는 중심부와 테두리(껍질)로 이루어져 있다."고 표현했다.
원자핵에는 양전하를 띠는 양성자와 전하를 띠지 않는 중성자로 구성되어있다. 양성자끼리는 서로 밀어내는 힘이 작용하므로 원자핵이 안정한 상태로 존재하려면 전자기력보다 큰 힘이 핵자들 사이에 작용해야한다. 이 힘은 전자기력보다 강한 힘이라는 의미에서 강한 상호작용이라고 한다.
근대 화학의 성립
돌턴의 원자설에는 원자가 차지하는 부피에 대한 개념이 포함되어 있지 않았다. 그 당시 돌턴의 원자설을 받아들였던 과학자 중 한 사람인 아보가드로는 돌턴의 원자설의 한계를 해결하기 위하여 고심하던 중에 한 세대 전 과학자인 보일의 법칙에 대한 논문을 접하였다. 이 논문에서 보일은 어떤 종류의 기체라도 압력과 부피의 곱은 일정하다고 주장했다. 이 주장으로부터 아보가드로는 ‘일정 부피를 취하면, 기체의 종류에 관계없이 기체의 압력은 동일할 것’이라고 여겼다. 돌턴은 기체의 압력을 같은 종류의 원자들의 수에 의해 결정된다고 보았다. 따라서 아보가드로는 ‘같은 부피 안에는 기체의 종류에 관계없이 동일한 수의 입자가 존재한다.’고 가정하였다. 아보가드로의 가설은 기본적으로 돌턴의 원자설에 그 토대를 두었다. 단지 원자설에는 포함되어 있지 않은 정보, 즉 원자가 차지하는 부피에 대한 고려를 첨가하려고 하였다. 그런데 돌턴의 원자설과 자신의 가설을 접목하는 과정에서 문제에 부딪히게 되었다. 즉, 기체 반응의 법칙에 부합하면서 같은 부피 안에 항상 같은 수의 입자가 존재하려면 돌턴의 원자가 반으로 쪼개져야 하는 것이다.
앞선입자
물리학에서 앞선 입자 또는 프리온(preon)은 현재 기본입자로 알려진 쿼크, 렙톤, 무게 있는 게이지 보존을 기본입자가 아닌 결합체로 볼 때, 이를 구성하는 가상의 입자를 일컫는다.
강한 상호작용
1970년대 이전까지는 핵자, 즉 양성자와 중성자가 기본입자로 생각되었으며, '강력' 혹은 '강한 핵력' 따위의 용어는 전기적 척력을 극복하고 핵을 붙들어 매는 핵자 간의 힘을 일컬었다. 이 힘은 실제 강한 상호작용의 부수적인 효과였으며, 강한 핵력이라는 말은 아주 가까운 거리에서 '정전기력을 극복할 만큼 강한 핵자간의 힘'이 존재한다는 것을 나타내기 위해 사용되었다.
앞선입자
따라서 물질을 이르는 쿼크와 렙톤은 모두 45개이다. 이 관점에서 볼 때, 기본입자의 갯수는 상당히 많다고 볼 수 있으며, 이들을 더 단순한 기본 입자로 설명하는 것이 프레온의 목표이다. 모델에 따라 2개에서 6개까지의 프레온이 이들 모두를 설명한다고 본다.
핵융합
두 원자핵이 가까워지는 경우도 비슷하다. 서로 가까워짐에 따라, 하나의 원자핵에 있는 모든 양성자는 다른 원자핵의 모든 양성자를 배척한다. 두 원자핵이 닿을 정도로 가까워지지 않고서야 강한 핵력은 작용할 수 없다. 결국, 최종 에너지 상태가 낮다고 하더라도, 처음의 반응이 시작되기 위해서는 엄청난 에너지 장벽을 넘어야만 한다. 이러한 에너지 장벽을 화학에서는 활성화 에너지라고 하며, 핵물리학에서는 쿨롱 장벽이라고 한다.
방사선
베타 입자는 불안정한 원자의 핵으로부터 방출되는 고에너지 전자이다(예, 세슘-137, 아이오딘-131). 이들 입자는 피부를 투과할 수 있으나 알루미늄은 투과하지 못한다. 에너지가 클 경우 피부조직에 손상을 줄 수 있다.
핵력
핵자들은 색 전하를 띠지 않기 때문에, 핵력은 양자색역학의 힘 전달자 글루온을 "직접적으로" 포함하지는 않는다. 하지만 정전기적으로 중성인 원자들의 경우에 정전기적 편극에 의한 2차 효과들에 의해 서로 잡아당길 수 있으므로 (반데르발스 힘) 이와 비슷한 상황인 "무색"을 띤 핵자들도 일종의 편극 효과를 통해 서로에게 영향을 줄 수 있다. 이때 이 편극 현상은 글루온이 개입되어 있는 현상이며, 힘을 전달하는 가상 중간자와 핵자들을 묶어주는 가상 글루온까지 도입해야 설명할 수 있다. 반데르발스 힘과 비슷한 이 성질 때문에 "잔류 강한 핵력"의 "잔류"라는 용어가 생겼다. 기본적인 개념은 다음과 같다. 원자들이 "중성"이듯이 핵자들이 "무색"이라면, 두 경우 모두 가까이 있는 입자들 사이에서 작용하는 편극 효과는 "잔류" 전하 효과를 불러온다. 이 "잔류" 전하 효과에서는 (입자들 내부에서 작용하는 기본적인 힘들보다 훨씬 약하고 간접적이지만) 전하가 없는 입자들끼리 전하를 매개로 주고 받는 인력이 나타나게 된다.
원질
기본입자란 입자 물리학에서 물질을 구성하는 가장 기본이 되는 물질 요소이다. 이는 물질내부에 더 간단한 다른 입자가 없는 입자를 말한다. 현대의 용법에서 기본입자는 물질의 아원자 입자를 가리키며, 장에서 발견된 입자(또는 양자)를 가리키기도 한다. 지금까지는 렙톤(lepton)과 쿼크(quark)가 기본입자라고 알려져 있으나 단정할 수는 없다.
표준 모형
페르미온의 경우, 왼손 입자(formula_1, formula_2)는 SU(2)의 기본표현(fundamental representation)을 따르나, 왼손 반입자(formula_3, formula_4, formula_5)는 SU(2)에 따라 변환하자 않는다. (반)쿼크(formula_1, formula_7, formula_8)는 SU(3)의 (반)기본표현을 따르나, 렙톤(formula_2, formula_5)은 SU(3)에 따라 변환하지 않는다.
게이지 장(formula_11, formula_12, formula_13)은 해당 게이지 대칭에 대하여 딸림표현을 따르고, 로렌츠 벡터이며, 다른 게이지 대칭에는 변환하지 않는다.
약하게 상호작용하는 무거운 입자
윔프는 모든 입자들이 열 평형 상태에 있었던 초기 우주의 암흑 물질의 한 모형으로써 이야기에 잘 들어맞는다. 초기 우주에 존재했었던 고온의 상태에서, 암흑 물질 입자와 그 반입자는 더 가벼운 입자로 붕괴되거나 그로부터 생성되고 있었을 것이다. 우주가 팽창하고 식어감에 따라 가벼운 입자들의 평균적인 열 에너지가 낮아지고, 마침내 암흑물질이 입자-반입자 쌍을 생성하지 못하게 되었다. 하지만 암흑 물질 입자-반입자 쌍의 붕괴는 계속되어 이러한 암흑 물질 입자 쌍의 밀도는 기하급수적으로 감소하게 되었다. 결국 암흑 물질 입자와 반입자의 붕괴가 더 이상 일어나지 않을 정도로 밀도가 낮아져 붕괴가 멈추게 되고, 우주가 계속해서 팽창함에도 불구하고 암흑 물질의 입자 개수는 일정하게 유지되게 되었다. 반면 더 큰 상호 작용 단면적을 가진 입자들은 오랜 기간 동안 계속해서 붕괴하였고, 결국 붕괴 작용이 멈추었을 때에는 상대적으로 낮은 밀도를 갖게 되었다. 현재 우주에 존재하는 암흑 물질의 양을 고려하면, 만약 암흑 물질이 우주 초기부터 존재한 매우 오래된 입자일 경우에는 그 입자-반입자 쌍의 붕괴를 통제하는 상호 작용 단면적이 약한 핵력의 상호작용 단면적보다 클 수 없다는 결론이 도출된다. 만약 이 모형이 옳다면, 암흑 물질 입자는 윔프의 성질을 갖게 된다.
알파 입자
특별히 에너지가 많은 알파입자들은 매우 드문(100번 중 1번꼴) 3체 핵분열의 핵분열 과정에서 생성된다. 이 과정에서, 에너지가 많은 3개의 입자들이 정상적인 두 개의 입자대신 생산된다. 이러한 알파입자들은 16MeV의 에너지를 가진 “장거리 알파입자”이기 때문에, 현재까지의 알파입자들보다 훨씬 높은 에너지를 가지고 있다. 3체 핵분열은 중성자 유도 핵분열(원자로에서 일어나는 핵반응)에서 일어나기도 하고, 또한 핵분열하기 쉬운 악티늄 족 핵종들(핵분열이 가능한 무거운 원자들)이 방사성 붕괴의 형태로 자연적인 핵분열을 할 때 일어나기도 한다. 이와 같은 무거운 원자핵에서의 유도된 핵분열과 자연적인 핵분열은 둘 다 알파붕괴에서보다 더 장거리이고, 높은 에너지를 가지고 있다.
원자력
무거운 원소의 원자핵들이 핵분열을 일으키는 것과는 달리 가벼운 원소의 원자핵들은 '핵융합' 반응을 통해 에너지를 생성한다. 태양과 별들이 스스로 빛을 내는 원리가 바로 핵융합 반응이다. 중수소(중성자수 1), 삼중수소(중성자수 2), 리튬 같은 가벼운 원소들의 경우, 원자핵 2개를 핵력이라는 거대한 힘으로 충돌시키면 새로운 하나의 원자핵으로 융합이 일어나면서 엄청난 에너지가 발생된다. 같은 질량의 원자핵을 반응시킨다면 핵융합이 핵분열에 비해 훨씬 많은 에너지를 방출한다. 이러한 핵융합에너지를 활용한 발전방식은 고준위 방사성폐기물도 발생하지 않으며 폭발 위험도 거의 없다. 물론 화석연료를 이용한 발전에서 나타나는 탄소가스 같은 폐기물도 생성되지 않는다. 하지만 태양과 비슷한 수준으로 높은 열과 압력을 가진 플라즈마 상태를 만들어야 하며, 그 상태를 안전하게 유지할 수 있는 장치나 시설을 만드는 문제를 해결해야 한다.
사이클로트론
입자들이 여러번 전압에 의해 가속되기 때문에 입자의 마지막 에너지는 가속전입에의 의존과 관련이 없고 가속되는 공간인 dees의 직경과 관련이 있다. 사이클로트론 오직 빛의 속력보다 훨씬 느린 속도인 비상대적인 속도로 입자를 가속시킨다. 비상대적인 입자들에게 계속 원운동을 할 수 있도록 하는 힘인 중심으로 향하는 힘(구심력)formula_2 는
이때 formula_4 입자의 질량이고 formula_5는 속도 그리고 formula_6 경로의 직경이다. 이 힘은 자기장formula_7에서의 로런츠 힘[[Lorentz force]formula_8에 의해 제공된다.
이 식에서 formula_10는 입자의 전하량이고 입자들은 dees의 가장자리에서 그들의 최대에너지에 도달한다. 그리고 그것들의 경로의 반지름은 formula_11 dees의 직경이다. 이 두 방정식을 연립하면
그래서 입자들의 에너지 산출량은
상호작용
물리학에서 기본 상호작용 또는 기본적인 네 가지 힘은 기본입자 사이에서 일어나는 작용이다. 이 상호작용은 물리적 장(마당,field)으로 기술되며, 기본입자들 사이의 게이지 보존의 교환에의해 매개된다. 예를 들면, 전하를 띤 입자들 사이의 상호작용은 전기장의 매개를 통해서 일어난다. 반면에 베타 붕괴는 약한 상호작용에 의해 매개된다.
자연계에는 네 가지 기본 상호작용이 알려져 있다.(강한 상호작용,전자기 상호작용,약한 상호작용,중력)
전자기 상호작용과 약한 상호작용은 약전자기력 이론에 의해 통합되었고, 이것은 표준 모형에 의해서 강한 상호작용과도 통합되었다.
표준 모형
표준 모형에서는 중성미자와 게이지 보손, 힉스 보손을 제외한 모든 입자를 디랙 입자로 나타낸다. 이들 입자는 스핀 ½(즉 페르미온)을 가지며, 질량과 전하를 가지고, 그 반입자와 서로 다르다. 표준 모형은 이들 입자의 질량을 예측하지 못하나, 대체로 세대가 높을 수록 더 무겁다. 표준 모형의 디랙 입자 중, 강하게 상호작용하는 입자는 쿼크, 그렇지 않는 입자는 중성미자와 함께 렙톤으로 분류한다. 쿼크는 ±⅓ 혹은 ±⅔의 전하를 가지고, 중성미자가 아닌 렙톤은 ±1의 전하를 가진다. 이들 입자는 힉스 메커니즘으로 질량을 얻는다. 중성미자는 바일 입자(손지기 페르미온)으로 나타낸다. 즉 스핀 ½(즉 페르미온)을 가지며, 질량과 전하가 없고, 그 반입자와 다른 손지기(chirality)를 가진다.
장력
장력은 음의값이 아닌 스칼라양이다. 장력이 없다면 늘어진 상태인 것이다. 실이나 줄을 질량이 없지만 길이는 있는 1차원 물체라고 이상화해보자. 만약 실이 굽지 않을경우 장력은 실의 모든부분에서 일정하며, 실의 양 끝에서 작용하는 힘의 크기는 동일하다. 뉴턴 제3법칙에 따라 이 힘들은 실과 붙어있는 물체에서 실에 가해지는 힘의 크기와 같다. 만약 실이 도르레에 걸려있을 경우, 도르레가 질량과 마찰력이 없는 이상적 상황이라면, 실에 작용하는 장력의 크기는 동일할 것이다. 끈이 진동할때 진동수는 끈의 장력에 의존한다. 진동수는 뉴턴법칙을 통해 이끌어 낼 수 있다. 줄의 미세한 부분들은 각각 이웃한 부분들과 서로 잡아당기며 힘의 크기는 줄의 위치에 관계없이 동일하다. 위치 formula_1에 따른 장력의 크기는 formula_2 이다.
보어-판레이우언 정리
하지만 자기장은 위치 에너지에 전혀 기여하지 않는다. 전하 formula_8의 속도가 formula_9인 입자에 가해지는 로런츠 힘은
으로 나타난다. 여기서 formula_11는 전기장이고, formula_12는 자기장이다. 이 식에서 일률을 구해보면 formula_13가 되는데, 이 식에서 일률은 자기장 formula_12와 무관하다는 것을 알 수 있다. 그러므로 에너지는 자기장에 영향을 받지 않고, 따라서 입자 운동의 분포 역시 자기장에 영향을 받지 않는다.
일본의 핵무기 개발
플루토늄은 핵무기로 사용되는 대표적인 물질로서, 북한은 플루토늄 40 kg을 보유한 것 같다고 전 세계가 크게 우려하는 정도이다. 그런데, 일본은 40톤의 플루토늄을 유럽으로부터 수입하여 보유하고 있다. 그러나, 미국과 프랑스, 그리고 IAEA과 맺은 원자력 협정에 의하여 철저하게 관리되고 있다.
크립톤
자연에 존재하는 크립톤에는 모두 여섯 종류의 동위 원소가 존재하고 30여개의 불안정한 방사성 동위 원소와 핵 이성질체가 존재한다. 크립톤-81은 액체 공기를 분별 증류하여 크립톤을 얻는 과정에서 함께 얻어지는 방사성 동위 원소로 반감기가 약 23만 년이다. 5만~80만 년 정도 된 지하수의 연대를 측정하는데 사용된다. 크립톤-85는 반감기가 10.76년인 방사성 비활성 기체이다. 핵실험이나 원자로 등에서 우라늄과 플루토늄의 핵분열로 인해 생성되는 부산물이다. 원자로 제어봉을 재처리하는 과정에서 발생된다.
롯카쇼 핵재처리장
로카쇼 핵재처리 공장의 가동에 반대하는 많은 시위가 있다. 매년 8톤의 플루토늄은 나가사키 핵폭탄인 팻 맨 1300발 분량이라고 한다. 그러나 일본이 원자력 최고 선진국 대열에 있음을 볼 때, 핵무기 기술도 저급 중급 고급 중에서 고급 기술을 보유했다고 가정하면, 팻 맨의 TNT 20 kt 폭발력 한 발에는 3 kg의 플루토늄이 필요하다. 따라서 8톤의 플루토늄이면 핵폭탄 2666발을 만들 수 있다.
에너지 보존 법칙
뉴턴 운동 법칙의 제 2 법칙에 따르면 입자에 작용하는 힘 formula_6와 위치벡터 formula_7은 다음과 같이 성립한다.
이 식은 직접 formula_9에 대하여 적분할 수 없으므로 에너지 적분을 사용하자.
양변에 속도를 곱하고 시간에 대하여 formula_10에서부터 formula_11까지 적분하면
따라서
따라서
를 만족한다. 이를 일-에너지의 원리라고 한다.
만약 어떤 힘 formula_17가 입자를 점 formula_18에서 점 formula_19로 이동시키는데 한 일 formula_20가 그 이동 경로에는 아무 관계가 없고 그 두 점 formula_21의 위치에만 관계되는 경우를 생각하면, 힘 formula_22를 어떤 폐곡선을 따라서 한 바퀴 적분한 것이 0이 된다고 가정하자. 이러한 힘을 보존력이라고 한다.
가 된다.
힘 formula_22가 보존력 일 때 위 식을 만족하는 스칼라함수 formula_27을 위치에너지 함수라고 한다.
힘 formula_22가 보존력일 때 경로 formula_33에 대해서 다음 식도 만족한다.
기본 입자
와인버그-위튼 정리에 의하여, 특수한 경우를 제외하고 모든 기본 입자의 스핀은 0, ½, 또는 1이다. 여기서 특수한 경우는 스핀 1½의 초중력자와 스핀 2의 중력자를 말한다. (물론 기본 입자가 아닌 합성 입자는 임의의 정수 또는 반정수의 스핀을 가질 수 있다.) 스핀이 0인 입자는 스칼라 보손 [또는 유사 스칼라 (pseudoscalar) 보손], 스핀이 ½인 입자는 페르미온, 스핀이 1인 입자는 벡터 보손이라고 부른다.
국제 선형 충돌기
원형 가속기인 LHC는 상대적으로 입자를 효과적으로 가속하여 높은 에너지를 얻기 용이하지만 굽은 궤적을 지나는 전하를 갖는 입자는 싱크로트론 방사 전자기장을 방출하게 되는 단점이 있다. 따라서 전자와 같은 가벼운 입자를 가속시키는 데에는 적절치 않으므로 주로 양성자와 같은 무거운 입자를 가속시키는 데에 사용된다. 그러나 선형가속기는 충돌 실험의 해석에서 배경 효과의 제외가 용이하여 상대적으로 정밀한 측정이 가능하고 전자 충돌 실험에 쓸 수 있다. ILC의 한 가지 목표는 LHC에서 발견되는 새로운 입자에 대한 보다 정밀한 성질의 탐구이다.
카멜레온 입자
카멜레온 입자는 이론적인 스칼라 입자이며 일반적인 물질보다 중력에 더 약하게 반응하기 때문에 암흑 물질 후보이기도 하다.
방사선
저선량으로 분류되는 100 mSv 이하 영역에서는 방사선의 위해성이 관측되지 않는다. 오히려 이롭다는 연구도 있다. 일본 원자폭탄 피해 생존자를 대상으로 한 연구에서 저선량으로 노출된 사람들의 평균 수명이 일본인 평균수명다 길다. 고형암(Solid cancer)으로 죽은 사람의 수가 일본인 평균보다 원폭생존자 및 낙진노출자 집단이 적다.[8] 라돈의 경우 50~200 Bq/m^3 노출되는 경우, 그 이하 혹은 그 이상 노출되는 경우보다 폐암 발생확률이 낮다.[9] 1950년대 네바다 등 미국 12개 주에 거주했던 사람들은 핵폭탄 실험으로 방사선에 평균 이상 노출됐는데, 이 지역 주민의 폐암 발생이 타 지역 주민에 비해 낮다.[10] 원자력발전소 근무자들의 수명이 일반인보다 더 길다.[11]
경입자
렙톤은 스핀-1/2 입자다. 때문에 렙톤은 업, 다운, 이렇게 두 가지 스핀만 가질 수 있다. 스핀-통계학 정리에 따라, 렙톤은 페르미온임을 알 수 있다. 따라서, 렙톤은 파울리 배타 원리를 지킨다. 다시 말해, 동일한 종류의 렙톤은 같은 시각에 같은 상태에 있을 수 없다.
물질
렙톤은 스핀 1/2인, 페르미온이면서 강한 상호작용의 영향을 받지 않는 입자이다. 전자, 뮤온, 타우온과 같은 중성 미자가 렙톤에 해당한다. 렙톤의 종류와 물리 특성은 아래와 같다.
핵에너지
핵에너지(核 energy)는 원자핵 안에 위치한 입자의 위치 에너지이다. 폭탄이나 원자로 분열이나 융합에 의한 연쇄반응 과정에서 물질이 에너지로 변환되면서 방출되는 에너지를 의미한다. 핵 입자는 강한 상호작용으로 서로 결합한다. 약한 상호작용은 베타 붕괴와 같은 특별한 종류의 방사성 붕괴를 위해 위치 에너지를 제공한다.
앞선입자
프리온 모델을 결정하는 데에는, 관찰되는 쿼크와 렙톤의 양자수를 설명할 수 있는 가능성이 중요하게 작용된다.
어떤 입자의 양자수는 표준모형의 전하와(색깔, 전기 전하 등), 스핀, 질량 등이 있다. 기본입자의 스핀은 기본입자의 고유한 성질이지만, 기본입자들의 조합으로 유도된 입자는 전체 각운동량의 합이 유도입자의 스핀이 된다. 산소 원자의 스핀은 0이며, 세슘 원자의 스핀은 1(플랑크 상수의 단위로)인데, 이들을 이루고 있는 양성자(스핀 1/2)와 중성자(스핀 1/2)의 스핀들의 조합으로 이루어진다. 마찬가지로 스핀 1/2인 입자와 스핀 0인 입자가 결합하면 각운동량이 1/2이 되며, 스핀 1/2인 입자 3개가 결합할 경우, 전체 스핀은 1/2이나 3/2가 될 수 있다.하라리(Harari)와 슈페(Shupe)가 1979년 제창한 모델이다. 프레온
모델에서 가장 널리 알려진 모델이다. 두 개의 페르미온이 있으며, 이들은
모두 색깔 그룹인 SU(3)의 3을 이룬다.
카를로 루비아
게다가 상호작용하는 메존 벡터의 발견은 CERN의 양성자 - 반양성자 가속기가 1981년부터 사용하여 2002년 페르미 국립 가속기 연구소의 테바트론에게 그 역할을 넘겨주고 사용을 끝낼 때까지 고에너지 물리학의 한 장면을 지배하였다. 전체적으로 고에너지 충돌의 새로운 현상학이 결과로 나오고 있으다. 글루온은 같은 강력 양자의 교환이 강한 상호작용 현상을 지배하며 상호작용하는 보손 벡터이다. 이는 비록 분명히 질량은 없으나 상호작용하는 광자와 비슷하다. 그 대신 W' Z' 입자는 이런 보손 벡터들 중에서 가장 무거운 입자이며 지금까지 입자 가속기에서 생산되었다.
팻 맨
구조는 중량은 7g의 베릴륨 구체의 표면에 형의 15개를 01mm의 금 를 실시하고, 거기에 폴로늄-210, 11mg를 한 것이다. 폭축에 의해 급속하게 베릴륨과 폴로늄이 혼합되어 폴로늄이 사된 알파 입자가 베리리움 원자에 충돌해 속박에서 해방된 중성자를 방사한다.팻맨은 통상 최종단계 조립이 이루어지기 전 상태로 보관해 사용 직전에 조립작업을 벌인다. 이것은 2가지 이유 때문이다.
보관상태에서 [전부외각], [후부외각], [플루토늄과 폭축렌즈의 괴], [전원장치], [중성자점화기]의 5개의 파츠로 분해된다. 중성자발생기를 떼어낸 빈 공간에는 작은 철구가 대신 들어갔다. 이것은 폭축 렌즈가 기폭되어 플루토늄이 폭축되더라도 중심에 철의 괴가 들어가 있기에 여기서 폭축이 진행되지 않아, 핵분열이 일어나지 않는다.
입자 가속기
사이클로트론의 출력이 높아지면서 입자는 빛의 속도에 가깝게 가속이 되었으며 이것은 입자의 질량 증가로 회전 반지름의 변화, 사이클로트론의 주파수가 변하게 되고 더 이상 일정한 주파수로 가속기 전압의 부호를 바꿀 수 없게 되었다. 따라서 입자의 속도가 대략 빛의 속도의 수 퍼센트 이상이 되면 가속기의 주파수를 늘어난 입자의 질량에 맞추어서 바꾸는 싱크사이클로트론이 발전되었다. 가속기의 주파수는 그대로 두고 자기장의 세기를 변화시키는 것을 등시성 사이클로트론이라고 한다.
이후 싱크로트론으로의 발전은 궤도 전체를 자기장 안에 넢을 필요가 없고 훨씬 작은 부피의 전자석과 약한 자기장만으로 입자를 조종할 수 있으며 상대성 이론의 효과와 관계없이 높은 에너지가지 입자를 가속할 수 있게 되었다. 대표적인 예는 LHC이다.
초기 1954년 6.3기가전자볼트 이상의 에너지 양성자 가속기인 베바트론은 로런스 버클리 연구소에서 가동되었으며, 가장 초기의 형태이다. 이로 인해 1955년 반양성자를 발견했다. 1953년 최초의 기가전자볼트 에너지를 내는 양성자 싱크로트론인 코스모트론은 게이온과 벡터 메손 등을 발견하는 데 크게 공헌했으며, 최초로 V자 궤적을 관찰한다. 이는 1969년 해체, AGS가 건설된다.
이온화 방사선
대전된 거대 입자는 충분한 운동 에너지를 지니고 있다면 쿨롱의 힘을 통하여 기본 상호작용으로 원자를 직접 이온화할 수 있다. 이러한 입자에는 원자핵, 전자, 뮤온, 대전된 파이온, 양성자, 전자가 떨어져 나가 대전된 핵 등이 포함되는데, 이들 모두 필요로 하는 운동 에너지에 도달할 수 있는 상대 속도로 움직여야 한다. 이 중 일부는 특별한 명칭으로 식별되는데, 상대론적인 속도를 갖는 헬륨 핵은 알파 입자, 상대론적인 속도를 갖는 전자는 베타 입자로 불린다. 자연적으로 발생하는 우주선은 주로 상대론적인 속도의 양성자로 이루어지며, 헬륨 이온과 같은 고에너지 핵과 뮤온도 포함된다. 대전된 파이온은 매우 짧은 기간 동안 생존하며, 입자 가속기 안에서나 대량으로 볼 수 있다.
물질
쿼크와 렙톤은 네 종류의 기본 상호작용, 즉 중력, 전자기력, 약한 상호작용, 강한 상호작용에 의한 상호 작용으로 중성자, 양성자, 전자와 같은 여러 가지 입자들을 이룬다. 입자물리학의 표준 모형은 현재 모든 물리학 현상을 설명하는 가장 강력한 이론이다. 그러나, 지난 10년간의 노력에도 불구하고 중력은 양자 수준에서 설명되지 못하고 있다. 중력은 여전히 고전물리학의 범주에서만 설명 가능하다.(양자 중력과 중력을 참고할 것) 쿼크와 렙톤 간의 상호작용은 광자와 같은 힘 전달 입자의 교환으로 이루어진다. 힘 전달 입자는 쿼크와 렙톤의 상호작용에는 관여하나 스스로 물질을 구성하지는 않는다. 또한 힘 전달 입자는 질량과 에너지 중 한 가지만 전달할 수 있다. 광자는 전자기에너지만을 전달하며(플랑크 상수), W 보손은 약한 상호작용 에너지인 질량만을 전달한다. 한편, 광자와 w 보손 모두 물질을 구성하지는 않지만, 원자나 아원자 입자의 전체 질량에는 포함된다.
버턴 릭터
스탠포드 대학교에서 교수로 있는 동안 그는 데이빗 릿슨의 도움과 미국 원자력 위원회의 지원을 받아 SPEAR라는 입자 가속기를 만들었다. 그의 연구팀은 SPEAR를 이용해 프시(ψ)라는 소립자를 발견했다. 똑같은 연구가 새뮤얼 차오 충 팅이 이끌던 브룩헤이븐 국립연구소에서 이루어졌지만, 그들은 이 입자를 J 입자라고 불렀다. 두 팀의 독자적 연구가 인정됨으로 인해 그 입자는 제이/프시 중간자로 명명되었고, 두 사람은 1976년에 노벨 물리학상을 받았다.
입자의 목록
강입자(하드론,Hardron)는 강한 상호작용(강력)으로서 정의되는 합성 입자이다. 강입자는 페르미온과 보손으로 나뉘며 합성된 입자의 spin합이 반정수(eg. 1/2, 3/2, etc)인 경우 중입자(바리온,Baryon)이라하고 합성된 입자의 spin합이 정수(eg. 0,1,2, etc)인 경우에는 중간자(메존,Meson)이라고 불린다.
SN2 반응
기질과 마찬가지로 친핵체의 강도도 입체 장애의 정도에 의존한다. 예를 들면 메톡사이드 음이온은 강염기이자 메틸기가 입체적으로 붐비지 않기 때문에 강한 친핵체이다. 한편 tert-뷰톡사이드는 강염기이면서 중심의 탄소에 메틸기가 3개 결합하고 있어 약한 친핵체이다. 또 친핵체의 세기는 전기 음성도, 전하에도 의존한다. 음전하가 크고 전기 음성도가 작은 물질을 강한 친핵체라고 부른다. 예를 들어 OH는 물보다 강한 친핵체이고, I은 Br보다 더 강한 친핵체이다(극성 용매에서). 비양성자성 극성 용매는 용매와 친핵체 사이에서 수소 결합이 생성하지 않기 때문에 친핵체는 주기율 표상에서 위로 올라갈수록 강해진다. 이 경우 친핵체의 힘은 염기의 강도에 비례한다. 따라서 이 경우, I은 Br보다 염기는 약하기 때문에 약한 친핵체이다. 즉 강한 친핵체나 음이온인 친핵체는 친핵 치환 반응에서는 S2 반응을 일으키기 쉽다는 것이다.
기본 입자
물리학에서 기본 입자(基本粒子, elementary particle)는 다른 입자를 구성하는 가장 기본적인 입자를 말한다. 기본 입자와 그 상호작용을 연구하는 물리학의 분과는 입자 물리학이다.
뮤 입자
뮤 입자(muon)는 렙톤의 3 세대중 두 번째 세대의 전하를 띤 기본입자이다. 뮤 입자는 전자와 같이 기본 입자중 하나이며, 전자와 같이 전하가 -"e" 이며 스핀은 1/2이다. 하지만 전자보다 큰 질량을 갖고있다. 전자와 같이 경입자로 분류된다. 다른 경입자들과 마찬가지로 뮤온도 하부구조를 가지지 않는 기본 입자로 여겨진다.
넵투늄
넵투늄은 다른 방사성 원소보다는 방사능이 약하지만, 태생은 방사능 원소라서 언제나 조심스럽게 다뤄야 한다.
월드 오브 탱크 블리츠
주포, 포탑, 엔진, 현가장치가 있다.
주포, 포탑, 엔진, 현가장치는 연구소에서 업그레이드가 가능하다.
무전기는 PC판과는 달리 업그레이드가 불가능하다. 장비를 달면 장비의 중량이 나가는데 이 무게가 한계중량 밖으로 넘어서지 못하게 막혀져 있지만 블리츠에는 구현이 되어있지 않아 한계중량에 구애받지 않고 구비가 가능하다. 한계중량에 구애받지 않는 대신 전차의 회전속도, 민첩성, 가속등 전차의 기동력에 영향을 미친다.
비소모품 장비로는 공구 상자, 파편 방지대, 쌍안경, 광학 코팅 장비, 위장막, 습식 탄약 적재함, 탄산가스 충전 연료탱크, 개량형 토션 바 X톤 급, 개량형 환기 장치 X급, 전차용 장전기, 개량형 주포 구동 장치, 수직 안정기, 사이클론 필터 등이 있다.
소모품 장비로는 수리 도구, 구급 상자, 자동 소화기, 엔진 출력 증폭기, 다목적 복원 팩, 아드레날린 등이 있다.
숙련도 아이템, 연료 아이템, 안전 키트 등이 있다.
기본 포탄으로 쓰는 포탄은 철갑탄이다.
철갑탄은 전차 관통을 위해 만들어진 가장 기본적인 포탄이다.
그 다음으로 고폭탄이다.
고폭탄은 관통보다는 장갑에서 일어나는 폭발로 피해를 주는 탄이다. 얇은 전차가 높은 고폭 관통력을 가진 152mm, 155mm, 150mm 등의 포를 가진 전차는 고폭탄을 관통시키려 노력한다. (고폭탄이 없는 일부 전차를 고려해 기본 포탄으로 인정하지 않음.)
이외에도 더 많은 크레딧과 골드로 구매할 수 있는 고속철갑탄과 성형작약탄, 점착유탄 등이 있다.
전투와 임무 달성 등으로 획득하는 게임머니인 크레딧과 현금 결제나 이벤트 등으로 획득하는 골드가 있다.
크레딧으로 새로운 전차, 전차의 부품, 장비, 포탄 등 게임 내 대부분 컨텐츠를 구입할 수 있다.
골드로는 프리미엄 전차, 고속철갑탄과 같은 고급 포탄(크레딧으로도 구매 가능), 차고 슬롯, 프리미엄 계정 등을 구입할 수 있다.
프리미엄 계정은 전투를 통해 일반 계정의 1.5배에 해당하는 경험치와 크레딧을 획득한다.
전투와 임무 달성 등으로 획득한다.
일반 경험치를 이용해 연구소에서 새로운 전차와 부품 연구가 가능하다.
모든 부품을 연구하고 상위 전차 트리도 연구하여 더 이상 일반 경험치를 사용할 필요가 없는 경우나 프리미엄 전차의 경우 전투를 통해서 얻은 일반 경험치를 골드를 사용해 자유 경험치로 변환할 수 있다.
자유 경험치는 전차에 상관없이 연구에 사용할 수 있다.
주로 성능이 동급 티어에 비해 다소 떨어지는 전차 육성 시 낮은 등급의 부품을 자유 경험치를 통해 업그레이드 하여 더 나은 환경으로 게임 플래이를 할 수 있게 한다.
국가 별로 전차를 연구할 수 있다.
주로 전차의 종류별로 트리가 존재하며 가장 하위 티어인 1티어부터 가장 상위 티어인 10티어까지 순차적으로 연구를 진행한다.
하위 티어의 전차에서 쌓은 일반 경험치를 통해 부품을 연구하고 상위 티어의 전차를 연구할 수 있다.
연구가 완료되어야만 크레딧으로 부품이나 전차를 구입할 수 있다.
제트 (입자물리학)
입자물리학에서 제트(Jet)는 입자물리 또는 무거운 이온 실험 내의 쿼크 또는 글루온의 하드론(강입자, 바리온(핵자)와 렙톤)이 하드론화에 의해 생성되는 하드론과 다른 입자들의 좁은 원뿔이다.
경입자
렙톤은 전하를 띠는가 아닌가에 따라 두 종류로 분류할 수 있다. 첫째는 전하를 띠는 렙톤이다. ‘전자 같은 렙톤(electron-like lepton)’이라고도 칭한다. 전하를 띠는 렙톤은 다른 입자들과 결합하여, 원자나 포지트로늄(positronium)과 같은 합성된 입자(composite particle)를 구성한다. 둘째는 중성미자다. 중성미자는 전하를 띠는 렙톤과 달리 전하를 띠지 않는다. 중성미자(neutrino)는 전하를 띠는 렙톤보다 질량이 작다. 또한 다른 입자들과 상호작용 또한 거의 하지 않아, 좀처럼 관찰되지 않는 입자이다.
비핵화
소수설의 경우, 1000메가와트의 원자로는 1년에 500파운드의 플루토늄을 생산한다. 하나의 원자폭탄을 만드는 데는 10파운드의 플로토늄이 필요할 뿐이다. 그러므로 핵발전소를 확보한 비핵국가는 원자폭탄을 보유한 것이나 마찬가지라고 지적한다.