Particle

물리학에서 이러한 이상적인 입자모형을 쓰는 이유는 문제를 단순화 하기위한 것이다. 왜냐하면 입자 모형에서는 연구대상의 크기, 모형 및 내부구조를 고려할 필요가 없도록 유용하게 단순화 할 수 있기 때문이다. 예를 들면 핵은 아무리 작다고 해도 크기를 가지고 있는데 핵 주위를 돌고 있는 전자의 궤도운동을 연구하는 경우 핵을 하나의 입자로 생각한다. 우리가 생각하기에 핵보다 훨씬 큰 지구도 태양 주위를 돌 때 하나의 입자로 간주한다. 즉, 지구나 태양의 질량이 한 질점에 모여 있는 것같이 생각한다. 그러나 폭풍, 지진 또는 조류를 연구하는 경우에는 지구의 내부구조와 회전운동이 중요하기 때문에 지구를 입자로 취급할 수 없다. 다음은 입자물리에서 밝혀진 소립자에 대해 개괄적인 설명이다.

물질은 양성자, 중성자, 전자로 구성되어 있고 이들을 소립자라 부른다. 다시 소립자는 경입자(lepton)와 강입자(hadron)로 분류한다. 경입자는 내부구조도 없고, 공간에서 크기도 가지지 않는 3쌍의 진정한 기본입자처럼 보인다.(여기서 "~처럼 보인다"고 한 것은 인간이 여기까지만 발견했기 때문이다. 만약 기본입자보다 더 작은 입자를 발견한다면 그것이 기본입자가 될 것이다.) 경입자에는 전자(electron), 뮤온(muon), 타우(tau)가 있고, 이들은 각각 반입자인 e-뉴트리노, 뮤-뉴트리노, 타우-뉴트리노들과 쌍을 이룬다. 이들은 모두 강한 상호작용에 영향을 받지 않으며, 모두 페르미온(fermion)이다. 페르미온이란 같은 상태에 두가지 입자가 들어가지 못하는 입자를 말하고 보존(boson)과 반대이다. 보존(boson)은 같은 상태에 입자들이 얼마든지 존재할 수 있다. 예를 들면 빛 알갱이(photon)는 보존(boson)인데, 같은 상태에 얼마든지 존재할 수 있다.

강입자는 중입자와 중간자로 나눈다. 양성자나 중성자와 같이 3개의 쿼크들로 구성되어있는 강입자를 중입자(바리온; baryon)라 부르고 페르미온이다. 파이온과 같은 중간자(메존; meson)는 두 개의 쿼크로 이루어져 있고 보존(boson)이다. 강입자는 강한 상호작용을 하는 입자들로 크기가 무한이 작은 것이 아니라 공간을 차지하고 있다는 점에서 경입자와 구별된다.