생성(입자 물리학)

Generation (particle physics)

소립자 물리학에서 세대 또는 가족은 소립자의 분할이다.세대 간에 입자는 맛 양자수와 질량에 따라 다르지만 전기와 강한 상호작용은 동일합니다.

입자물리학의 표준모형에 따르면 3세대가 있다.각 세대는 두 종류의 렙톤과 두 종류의 쿼크를 포함한다.두 개의 렙톤은 전하 -1(전자 유사)과 중성(중성미자)을 가진 1개로 분류할 수 있으며, 두 쿼크는 전하 -1개로 분류할 수 있다.1⁄3(다운형) 및 충전 +2⁄3(업형)이 있는 것.쿼크-렙톤 생성 또는 패밀리(질량 및 혼합 등)의 기본 특성은 제안된 패밀리 대칭 중 일부에 의해 설명될 수 있다.

물질의 세대
페르미온 범주 소립자 시대
유형 서브타입 첫번째 둘째 셋째
쿼크
(컬러) 		다운 타입의 밑. 이상하다 맨 아래
업타입의 업. 매력 정상
렙톤스
(컬러 프리) 		부과된 전자 뮤온 타우온
중립의 전자 중성미자 뮤온 중성미자 타우 중성미자

개요

고세대의 각 부재는 중성미자를 제외하고 전세대의 대응하는 입자보다 질량이 크다(소량이지만 0이 아닌 질량은 정확하게 결정되지 않았다).예를 들어 1세대 전자의 질량은 0.511MeV/c2, 2세대 뮤온의 질량은 106MeV/c2, 3세대 타우의 질량은 1777MeV/c2(양자보다 약 2배 무겁다)에 불과하다.이 질량[1] 계층은 왜 일상의 물질(아톰)이 1세대의 입자로만 구성되어 있는지를 설명해 주는 상위 세대의 입자를 1세대로 붕괴시킨다.전자는 위 쿼크와 아래 쿼크를 포함하는 양성자와 중성자로 이루어진 핵을 둘러싸고 있습니다.하전 입자의 2세대와 3세대는 일반적인 물질에서는 발생하지 않으며 우주선이나 입자 가속기와 같은 매우 고에너지 환경에서만 볼 수 있습니다.'세대'[2][3]라는 용어는 1976년 하임 하라리에 의해 Les Houches Summer School에서 처음 소개되었다.

모든 세대의 중성미자는 우주 전체에 흐르지만 다른 [4]물질과 상호작용하는 경우는 드물다.렙톤 세대 간의 관계에 대한 포괄적인 이해가 결국 기본 입자의 질량 비율을 설명하여 일반적으로 질량의 성질을 양자적 [5]관점에서 더욱 밝혀줄 것으로 기대된다.

제4세대

4세대 이상의 세대는 (전부는 아니지만) 많은 이론 물리학자들에 의해 가능성이 낮은 것으로 간주됩니다.4세대 가능성에 대한 일부 주장은 추가 세대가 유도할 정밀 전약 관측 가능성의 미묘한 수정에 기초한다. 그러한 수정은 측정에서 강하게 거부된다.또한 CERN의 Large Electron-Positron Collider(LEP)[6]에서 Z 보손의 붕괴 폭을 측정하여 '빛' 중성미자(질량이 약 45GeV/c2 미만)를 가진 4세대를 제외했습니다.그럼에도 불구하고, 4세대 입자에 대한 고에너지 충돌기에서의 탐색은 계속되고 있지만, 아직 어떠한 증거도 [7]관찰되지 않았다.이러한 탐색에서 4세대 입자는 소수가 부가된 3세대 입자와 동일한 기호(예를 들어 bg 및 t′)로 나타난다.

4세대 쿼크(bµ, tµ) 질량의 하한은 현재 1.4이다.LHC에서 [8]실험한 TeV입니다.

4세대 중성미자 질량 하한은 현재 약 60GeV 중성미자 [9] 상한의 수백만 배이다

제4세대 충전 렙톤(\ 질량의 하한은 현재 100GeV이며, 단위성 [10]고려사항에서 상한을 1.2TeV로 제시했다.

코이데 공식이 계속 유지된다면, 4세대 하전 렙톤의 질량은 44GeV(룰 제외)가 될 것이고, b and와 t should는 각각 3.6TeV와 84TeV가 될 것이다. (LHC에서 양성자의 최대 가능 에너지는 약 6TeV이다.)

기원.

물리학의 미해결 문제:

왜 쿼크와 렙톤이 3세대에 걸쳐 존재할까요?특정 세대의 쿼크와 렙톤의 질량을 제1원리에서 설명할 수 있는 이론(유카와 커플링 이론)이 있는가.

(물리학의 풀리지 않은 문제가 더 많다)

여러 세대의 페르미온의 기원과 특히 3은 물리학의 미해결 문제이다.끈 이론은 여러 세대의 원인을 제공하지만, 특정 숫자는 콤팩트화 또는 D-브레인 교점의 세부 사항에 따라 달라집니다.또한 특정 궤도폴드에서 4차원까지 압축된 10차원의 E 대통합 이론에는 자연적으로8 [11]3세대의 물질이 포함되어 있다.여기에는 많은 이질적인 끈 이론 모델이 포함됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Blumhofer, A.; Hutter, M. (1997). "Family structure from periodic solutions of an improved gap equation". Nuclear Physics B. 484 (1): 80–96. Bibcode:1997NuPhB.484...80B. CiteSeerX 10.1.1.343.783. doi:10.1016/S0550-3213(96)00644-X. (에라타: doi: 10.1016/S0550-3213(97)00228-9)
  2. ^ Harari, H. (5 July – 14 August 1976). Balian, R.; Llewellyn-Smith, C.H. (eds.). Beyond charm. Weak and Electromagnetic Interactions at High Energy. Les Houches Summer School Proceedings. Vol. 29. Les Houches, France: North-Holland (published 1977). p. 613. Archived from the original on 12 December 2012.
  3. ^ Harari, H. (1977). "Three generations of quarks and leptons" (PDF). In van Goeler, E.; Weinstein, R. (eds.). Proceedings of the XII Rencontre de Moriond. p. 170. SLAC-PUB-1974.
  4. ^ "Experiment confirms famous physics model". MIT Press Office (Press release). Massachusetts Institute of Technology. 18 April 2007.
  5. ^ Mac Gregor, M.H. (2006). "A 'muon mass tree' with α‑quantized lepton, quark, and hadron masses". arXiv:hep-ph/0607233.
  6. ^ Decamp, D.; et al. (ALEPH collaboration) (1989). "Determination of the number of light neutrino species". Physics Letters B. 231 (4): 519–529. Bibcode:1989PhLB..231..519D. doi:10.1016/0370-2693(89)90704-1.
  7. ^ Amsler, C.; et al. (Particle Data Group) (2008). "b′ (4th Generation) Quarks, searches for" (PDF). Physics Letters B. Review of Particle Physics. 667 (1): 1–1340. Bibcode:2008PhLB..667....1A. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. hdl:1854/LU-685594.
  8. ^ CMS Collaboration (8 May 2019). "Boosting searches for fourth-generation quarks". CERN Courier. Report from the CMS experiment.
  9. ^ Carpenter, Linda M.; Rajaraman, Arvind (December 2010). "Revisiting constraints on fourth generation neutrino masses". Physical Review D. 82 (11): 114019. arXiv:1005.0628. Bibcode:2010PhRvD..82k4019C. doi:10.1103/PhysRevD.82.114019. S2CID 119175322. ABSTRACT: We revisit the current experimental bounds on fourth-generation Majorana neutrino masses, including the effects of right handed neutrinos. Current bounds from LEP‑II are significantly altered by a global analysis. We show that the current bounds on fourth generation neutrinos decaying to e W and μ W can be reduced to about 80 GeV (from the current bound of 90 GeV), while a neutrino decaying to τ W can be as light as 62.1 GeV. The weakened bound opens up a neutrino decay channel for intermediate mass Higgs, and interesting multi-particle final states for Higgs and fourth generation lepton decays.
  10. ^ Dighe, Amol; Ghosh, Diptimoy; Godbole, Rohini M.; Prasath, Arun (2012). "Large mass splittings for fourth generation fermions allowed by LHC Higgs boson exclusion". Physical Review D. 85 (11): 114035. arXiv:1204.3550. Bibcode:2012PhRvD..85k4035D. doi:10.1103/PhysRevD.85.114035. S2CID 119204685.
  11. ^ Motl, Luboš (13 July 2021). "The "pure joy" E8 SUSY toroidal orbifold TOE". The Reference Frame. Retrieved 23 August 2021.