SCIENCE 3D | 쿼크와 렙톤 (표준 모형)

무슨 일이 일어났나

표준 모형(Standard Model)은 물질 알갱이를 쿼크 여섯 가지(위 · 아래 · 맵시 · 기묘 · 꼭대기 · 바닥, DOE)와 렙톤(전자 · 뮤온 · 타우와 세 가지 중성미자)으로 나눕니다.

우리 둘레의 보통 물질은 위 쿼크 · 아래 쿼크 · 전자 세 가지로만 이루어집니다(DOE). 양성자는 위 쿼크 둘과 아래 쿼크 하나, 중성자는 위 쿼크 하나와 아래 쿼크 둘로 되어 있습니다(DOE).

쿼크는 분수 전하를 가진 유일한 기본 입자로(DOE), 시뮬레이터 표에서 위 쿼크의 전하는 0.667 e(⅔), 아래 쿼크는 -0.333 e(−⅓)입니다.

질량은 아주 다양해서 위 쿼크 2.16 MeV, 아래 쿼크 4.70 MeV, 꼭대기 쿼크 173 GeV 이고(PDG 2026), 뮤온은 전자의 207 배입니다.

충돌기로 잰 가벼운 중성미자 종류 수는 2.996 ± 0.007 로, 세 가지와 잘 맞습니다(PDG).

💡 생활 속 예시

연필심의 탄소, 컵 속 물, 숨 쉬는 공기도 깊이 들어가면 모두 위 쿼크 · 아래 쿼크 · 전자의 조합입니다(DOE).
레고 블록 몇 가지로 온갖 모양을 만들듯, 기본 입자 세 가지로 주기율표의 모든 원자가 만들어집니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

원자가 더 쪼갤 수 없는 가장 작은 알갱이다.
원자 속 양성자 · 중성자는 쿼크로 되어 있고, 보통 물질은 위 쿼크 · 아래 쿼크 · 전자 세 가지 입자로 이루어집니다. 출처
어떤 입자의 전하든 언제나 e 의 정수배다.
쿼크는 분수 전하(+⅔ e, −⅓ e)를 가진 유일한 기본 입자입니다. 출처

누가 왜 찾았나

1897 년 J. J. 톰슨이 전자를 찾은 뒤(DOE), 표준 모형은 오랜 시간에 걸쳐 조금씩 완성되었습니다(DOE). 쿼크 여섯 가지 가운데 다섯, 렙톤 한 가지, 중성미자 세 가지는 지금의 미국 DOE 국립 연구소들에서 찾았고, 2012 년 LHC 연구자들이 마지막 조각인 힉스 입자를 찾았습니다(DOE).

확인된 값

보통 물질은 위 쿼크 · 아래 쿼크 · 전자 세 가지로만 이루어진다: u, d, e 출처
J. J. 톰슨이 전자를 찾은 해 — 표준 모형의 첫 조각: 1897 출처
표준 모형의 마지막 조각(힉스 입자)을 LHC 에서 찾은 해: 2012 출처
쿼크 여섯 가지 — 위 · 아래 · 맵시 · 기묘 · 꼭대기 · 바닥: 6 가지 출처
쿼크는 분수 전하를 가진 유일한 기본 입자: fractional charge 출처
위 쿼크 질량 2.16 MeV/c² (PDG 2026): 3.85055e-30 kg 출처
아래 쿼크 질량 4.70 MeV/c² (PDG 2026): 8.37851e-30 kg 출처
꼭대기 쿼크 질량 172.60 GeV/c² (PDG 2026, 직접 측정): 3.07687e-25 kg 출처
전자 질량 (CODATA 2022): 9.1093837139e-31 kg 출처
뮤온 질량 ÷ 전자 질량 (CODATA 2022): 206.7682827 출처
가벼운 중성미자 종류 수 (충돌기 측정, PDG 2026): 2.996 출처
쿼크 6 가지 가운데 5 가지 · 렙톤 1 가지 · 중성미자 3 가지를 지금의 DOE 국립 연구소들에서 찾았다: 5 quarks, 1 lepton, 3 neutrinos 출처
양성자 = 위 쿼크 2 + 아래 쿼크 1 (DOE): uud 출처
중성자 = 위 쿼크 1 + 아래 쿼크 2 (DOE): udd 출처
표준 모형은 오랜 시간에 걸쳐 완성되었다 (DOE): long time 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 고급 물리학 · 현대 물리 [12고물04-06]
일본 · 高等学校物理 (4) 原子

출처

https://www.energy.gov/science/doe-explainsthe-standard-model-particle-physics(확인 2026-11-12)
https://www.energy.gov/science/doe-explainsquarks-and-gluons(확인 2026-11-12)
https://pdglive.lbl.gov/Particle.action?init=0&node=Q123(확인 2026-11-12)
https://pdglive.lbl.gov/Particle.action?init=0&node=Q007(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?me(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mmusme(확인 2026-11-12)
https://pdglive.lbl.gov/Particle.action?init=0&node=S007(확인 2026-11-12)
https://www.energy.gov/science/doe-explainsthe-strong-force(확인 2026-11-12)
https://www.energy.gov/science/doe-explainsprotons(확인 2026-11-12)

쿼크와 렙톤 (표준 모형)