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[물리학 클래식] 9/10 경입자 모형 (1967년)

Editor! 2012.09.04 10:00


물리학의 20세기 역사에서 가장 창의적이고, 역사를 바꾼 논문 10편을 골라 그 논문이 등장하게 된 역사적, 학문사적 맥락과 그 후의 영향에 대해 소개하는 「물리학 클래식」 

그 10편의 논문을 매일 한 편씩 공개합니다.


1. 알베르트 아인슈타인, 「움직이는 물체의 전기 동역학에 관하여」 (1905)

2. 어니스트 러더퍼드, 「물질에 의한 알파 및 베타 입자의 산란과 원자의 구조」 (1911)

3. 알베르트 아인슈타인, 「중력의 장 방정식」 (1915년)

4. 베르너 하이젠베르크, 「운동학적 역학적 관계들에 대한 양자 이론적 재해석」 (1925년)

5. 에드윈 허블, 「외계 은하 성운들의 선속도와 거리 사이의 관계」 (1929년)

6. 존 바딘, 월터 브래튼, 「트랜지스터, 3극 반도체」 (1948년)

7. 존 바딘, 리언 쿠퍼, 존 슈리퍼, 「초전도성 이론」 (1957년)

8. 아르노 펜지어스, 로버트 윌슨, 「초과 안테나 온도의 측정」(1965년)


아홉 번째 논문은 바로,

스티븐 와인버그, 「경입자 모형」(1967년)



「경입자 모형」은 제2차 세계 대전 이후 기초 과학 분야에서 가장 많이 인용된 논문 중 하나가 되었다. 2012년 현재 「경입자 모형」은 7,500여 회 인용되었다. 「경입자 모형」이 나온 지 40년이 넘게 지났지만 여전히 우리는 표준 모형의 틀 속에서 한 치도 나아가지 못하고 있다. 그동안 숱한 실험과 엄격한 검증이 혹독하게 이뤄졌으나 표준 모형은 그 모든 도전을 이겨 내고 여전히 굳건하게 표준 모형으로서의 자리를 지키고 있다. 입자 물리학의 표준 모형은 아직도 과학자들이 자연과 우주를 바라보는 가장 기본적인 틀인 것이다.


자연계의 기본 힘은 중력, 전자기력, 약력, 강력이고, 기본 입자는 크게 힘을 매개하는 보손과 물질을 구성하는 페르미온으로 나뉜다. 다시 페르미온은 강력을 느끼는 쿼크와 강력을 느끼지 못하는 경입자로 나뉜다. 와인버그의 「경입자 모형」은 이 경입자에 대한 이론을 소개하고 있다.


힉스 입자의 발견은 표준 모형을 실험적으로 완성하여 “세상은 무엇으로 만들어졌는가?”라는 질문에 일차적으로 큰 종지부를 찍는 의미가 있다. 아마도 2012년은 그 때문에 과학의 역사에서 아주 중요한 한해로 기록될 것이다. 하지만 힉스 입자는 그 자체로 모순적인 면을 갖고 있다. 힉스 입자는 양자 역학적인 과정을 통해 그 질량이 조정을 받는데 그 양이 무한대로 커지는 경향이 있다. 이 문제는 표준 모형 안에서는 전혀 해결할 수가 없다. 그래서 힉스 입자의 존재 자체는 표준 모형을 완성함과 동시에 표준 모형을 넘어서는 새로운 물리학이 존재함을 강력히 시사한다.


「물리학 클래식」 본문 중



이제 마지막 논문 공개만 남았군요. 마지막 논문은 어떤 논문일까요? :-)




물리학 클래식

: 물리학 원전을 순례하다

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