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재밌어서 밤새읽는 소립자 이야기 ㅣ 재밌어서 밤새 읽는 시리즈
다케우치 카오루 지음, 조민정 옮김, 정성헌 감수 / 더숲 / 2015년 12월
평점 :
처음 이 책의 표지만 보면 청소년을 위한 과학책이 아닐까 오해하기 쉽다..그렇지만 이 책은 성인들을 위한 책이며 상당히 어려운 수준의 과학적인 지식을 요하는 책이라고 할 수 있다..물론 과학자 중에서 이 책과 연관되어 잇는 물리학자라 하여도 이해 할 수 있는 범위를 넘어서는 이야기들이 담겨져 있으며 어려운 책 그 자체라고 할 수 있다..
이 책을 읽기 전 우연히 알게 된 초끈이론에 대한 궁금증으로 리사 랜들이 쓴 <숨겨진 우주 (비틀린 5차원 시공간과 여분 차원의 비밀을 찾아서,Warped Passages)>를 읽었던 기억이 있다..그리고 그 책은 우리의 우주에 대해서 특히 초끈이론과 평행우주에 대해서 이야기 하고 있었으며 사실상 무슨 내용인지 전혀 이해할 수 없었다 할 정도로 어려운 책이었다..초끈이론과 11차원..그리고 평행우주...여기에 우리가 이 초끈이론을 이용하여 저 먼 우주 공간으로 사라질 수 있는 이야기는 무언가 현실적으로 와닿지 않은 과학 이론이었다.
이처럼 우리 우주에 관한 이론들 특히 실험 물리학이 아닌 이론 물리학은 고도의 수학과 과학적인 지식을 필요로 하면서 돈이 안되는 직업이라는 걸 알 수 있다..그럼에도 누군가는 계속 연구를 진행하고 있다는 걸 알 수 있으며 자신들이 만들어낸 이론이 언젠가는 밝혀질 거라는 기대감 또한 가지고 있다는 걸 알 수 있다..
소립자에 관한 이야기..이 책이 담고 있는 주된 내용이라 할 수 있으며 우리 주변에는 17개의 소립자가 있으며 16개는 밝혀진 상태이지만 17번째 입자 힉스입자는 2012년 실험을 통해서 증명했으며 2013년 3월 14일, 공식적으로 힉스입자의 발견을 발표했다...유럽 원자핵 공동 연구소(CERN)의 과학자를 통해서 거대 강입자 충돌기(LHC)를 이용하여 힉스 입자의 존재에 대해서 증명을 할 수 있었다.이 힉스 입자라는 개념이 처음 만들어진 이유는 바로 소립자가 질량을 가진다라는 단순한 진리에 대해 증명하는 과정에서 모순이 생겼기 때문이며 힉스 힙자가 이론 물리학에서 그 모순을 해결해 주었다는 걸 알 수 있다..소립자가 질량이 0이라면 광자처럼 빛의 속도로 날아간다는 걸 알 수 있다..그러나 소립자는 절대 빛의 속도로 날라 갈 수 없다는 것..그것이 힉스 입자 발견으로 증명해 낸 것이다..
소립자는 17개라는 걸 알 수 있으며 up, down, charm, bottom, top, strange 총 6개의 쿼크와 전자, 중성미자, 뮤온, 뮤온중성미자, 타우 입자, 타우중성미자 이렇게 6개의 렙톤으로 12개의 기본입자와 약력(Z보손, W보손),강력(글루온),전자기력 이렇게 4개의 매개입자 가 우리가 알고 있는 16개의 입자가 바로 소립자이며 최근 밝혀낸 힉스 입자까지 포함하면 17개 입자가 되는 것이다..그리고 이렇게 블랙홀과 소립자가 동일한 특성을 가지는 것은 소립자의 특성 질량과 스핀,전하를 블랙홀도 가지고 있으며 두 가지는 동일 선상에서 같이 연구되어 지고 있다는 걸 알 수 있다. 소립자를 연구하는 이유는 물질이 어떻게 구성되어 지는지 이해하기 위해서이며 여기에 블랙홀의 특성을 이해하기 위해서 더 나아가 초끈 이론을 증명해 내는데 있다..그리고 이 이론 물리학은 상당히 어렵다는 것을 알 수 있다..