렙톤
1. 개요
강한 상호작용에 영향을 받지 않고 스핀이 1/2(페르미온)인 기본 입자. 어원은 작고 얇다는 뜻의 그리스어 'λεπτός(렙토스)'이다.
2. 종류
렙톤에 속하는 입자로는 전자, 뮤온, 타우온이라는 하전 입자가 있으며, 여기에 더해 중성미자가 있다. 중성미자의 경우, 각 하전 입자에 상응하는 종류의 중성미자가 있다.
여기에 더해 각 입자의 반입자까지 합할 경우 총 12종의 렙톤이 존재한다. 하전 입자의 반입자는 -기호가 +로 변하며, 중성미자의 반입자는 (ν)로 표시한다.
- 전자: 음전하를 띠는 대표적이면서도 가장 가벼운 입자. 1세대에 속한다. 하전 입자 중에서 가장 흔한 형태로, 원자를 구성한다. 전자기학의 핵심이다. 원자핵의 양성자 수에 상응하는 양의 전자가 원자핵 주위에 분포한다. 하지만 불확정성의 원리에 의해 전자의 위치에 대한 정확한 값은 구할 수 없다. 그저 확률적으로만 계산이 가능하며, 전자의 존재확률이 90%가 넘는 지점의 경계면을 원자의 경계면이라고 한다. 빛에 이어서 파동과 입자의 이중성이 있다는 것이 밝혀진 입자.
- 뮤온: 전자의 무거운 버전. 2세대에 속한다.
- 타우온: 전자의 더욱 무거운 버전. 3세대에 속하며 타우, 타우 입자 등으로도 불린다.
- 중성미자: 약력과 중력에만 반응하는, 질량이 아주 작은 입자다. 뉴트리노라고도 한다. 질량이 없다고 여겨졌으나, 1998년, 시간이 흐르면서 중성미자의 세대가 변하는 중성미자 진동이라는 현상이 발견되어 질량이 있는 것이 확인되었다. 하지만 워낙 가벼워 정확히 어느 정도의 질량을 갖는지 측정하지 못하고 있다. 약력과 중력에만 반응하기 때문에 물질들을 통과하면서도 반응을 잘 안한다. 그 때문에 다른 입자들에 비하여 검출이 힘들다. 2011년 9월 23일, CERN에서 빛보다 빠르게 움직인 중성미자를 관측했다는 기사가 나왔으나, 결국 며칠 뒤 실험 오류로 판정. 아이러니하게도 빛보다 빠른 것은 없다는 상대성 이론을 재차 증명했다.