151. 물질 구성의 기본 요소 3

본질적인 물질과 작용

물질을 구성하는 소립자의 본질은
몇 개의 단위로 구성된 쿼크로 되어있다. 

쿼크는 위(up)-아래(down), 낯선(strange)-매력적(charm), 바닥(bottom)-꼭대기(top)의 3쌍 6개의 쿼크가 있다. 양성자는 쿼크 3개로 구성되는 복합 입자이며, 중성자는 양성자(proton)와 함께 원자핵(nucleus)을 이루는 핵자(nucleon)의 하나로서, 전하를 가지고 있지 않아 중성자라고 한다. 

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핵력(nuclear force)의 특성으로 양성자 두 개는 서로 결합하지 못하기 때문에 중성자는 핵자들이 결합하여 핵을 이루는 데 핵심적 존재가 된다. 중성자도 기본 입자(particles)인 쿼크(quark)로 이루어져 있으며 유한한 크기와 내부 구조를 가진다. 

복잡하지만 결과적으로 눈에 보이는 물질은 물질의 특성을 나타내는 가장 작은 단위인 분자, 분자는 다시 물질의 가장 작은 단위인 원자로 쪼개지며, 물질을 구성하는 분자나 원자는 더 작은 단위로 구성되는 물질의 구조가 밝혀지고 있다.

분자나 원자의 단위를 넘어서면 물질은 형태나 특성과 관계없이 본질적인 물질이나 작용으로 나타난다는 것을 알 수 있다. 

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이는 기존에 알려진 물질의 가장 작은 단위인 원자를 다시 쪼개면 원자핵과 원자로, 원자핵은 중성자와 양성자로, 그리고 다시 쿼크로 구성된다는 것으로 물질세계의 구성원리가 정리되기도 한다. 

이 구성원리는 다시 화학적 작용으로 이해되고, 각 물질의 본질적 에너지 상호작용에 대한 원리를 알 수 있게 한다. 모든 원자는 핵 안에 들어있는 양성자의 양전하가 전자기력으로 전자를 결합하고 있다. 

이 전자들은 안정적으로 물질을 연결하고 있는데, 전자의 작용으로 불안정한 상태가 되어 전혀 다른 물질을 만들 수 있다. 화학적 본질은 각각의 원자가 전자를 주고받는 상호작용을 하면서 관계를 형성하는 것이다. 

한번 형성된 관계는 기본 물질의 성질을 바꾸고 융합의 특성을 드러내는 물질로 변화된 분자가 되는 것이다.