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품목정보
| 발행일 | 2021년 07월 12일 |
|---|---|
| 쪽수, 무게, 크기 | 432쪽 | 714g | 143*215*27mm |
| ISBN13 | 9788998243159 |
| ISBN10 | 8998243156 |
- eBook
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![[예스리커버] 하늘과 바람과 별과 인간](https://image.yes24.com/momo/Noimg_M.jpg)
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저자 소개 (1명)
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마리는 우선 U-선이 나오는 우라늄부터 살폈다. 그리고 그녀는 우라늄에 관해 무척 중요한 사실 하나를 알아냈다. 우라늄염은 우라늄이 어떤 원소와 결합하느냐에 따라 화학적 성질과 물리적 특성이 무척 달랐다. …… 그런데 U-선의 세기는 오직 우라늄이 해당 물질에 얼마나 많이 들어 있는지에만 의존했다. 이 사실은 우라늄에서 나오는 U-선은 오직 우라늄과 관련이 있지, 우라늄의 물리적 또는 화학적 성질과 상관이 없다는 것을 의미했다. 이 발견은 매우 중요했다. U-선은 우라늄이 들어 있는 화합물의 특성이 아니라 우라늄 원자와 관련된 현상이었던 것이다. …… 베크렐은 단지 U-선의 존재를 발견했을 뿐이지만, 마리는 U-선의 의미를 꿰뚫어 봤다.
--- pp.34~35
처음에는 아무 전하도 없는데, 양전자만 달랑 생겨날 수는 없는 법이다. 처음이나 나중이나 전하는 늘 같아야 한다. 아무것도 없는 데서 양전자가 생겼다면, 전하가 반대인 전자도 반드시 생겨나야 했다. (…) 전자와 양전자가 같이 생겨나는 현상인 쌍생성은 디랙 자신이 세운 바다 이론에서 이미 설명했다. 그러니까 채드윅, 블래킷, 오키알리니는 디랙의 바다에서 튀어 올라 뭍으로 나온 전자와 그 빈자리에 남은 양전자를 동시에 본 것이었다. 전자가 떠나면서 남은 자리, 그게 양전자였다. 앤더슨이 관찰했던, 납판을 통과해 위로 올라와 자기장에 의해 휘던 입자는 쌍생성으로 생겨난 양전자였다.
디랙이 자신의 방정식에서 나오는 이상한 해를 변명하려고 고안한 ‘디랙의 바다’는 옳았다. 정말로 아무것도 없는 곳에서, 아니 좀 더 정확하게 말하면, 전자의 질량보다 에너지가 두 배 이상인 감마선이 물질을 통과하면, 그 에너지가 입자로 바뀌면서 전자와 양전자가 생겨난다. 디랙이 예언한 그대로였다. 이것은 인류 역사상 처음으로 이론으로 먼저 입자의 존재를 예측하고, 실험으로 그 존재를 확인한 사건이었다.
--- p.210
채드윅이 중성자를 발견한 1932년은 핵물리학이라는 학문이 시작된 해라고 할 수 있다. 말하자면, 중성자의 발견은 핵물학을 기원전과 기원후로 나누는 것과 다름없었다. 러더퍼드가 문을 연 핵물리학은 채드윅 덕분에 동력을 얻었다. 중성자는 질량은 양성자와 같지만 전하가 없으니, 핵 주위를 돌고 있는 전자의 영향을 거의 받지 않았고, 핵의 전기적 장벽이 진로를 가로막지도 않았다. 이런 놀라운 투과력은 핵을 조사하는 새로운 도구가 될 수 있었다. 핵물리학은 이제 막 싹트기 시작한 학문이었다. 핵은 오직 두 가지, 양성자와 중성자만으로 이루어져 있다. 그러나 양성자와 중성자가 어떻게 핵을 이루는지, 중성자는 도대체 무엇인지, 오히려 답해야 할 질문이 한층 늘어난 셈이었다.
--- p.244
닐스보어 연구소에는 ‘코펜하겐 정신’이라는 것이 있었다. 물리학에 관해서는 유명한 교수든 공부를 막 시작한 대학원생이든 그 누구라도 보어를 비롯한 연구소의 모든 사람과 자유롭게 토론할 수 있었다. 1925 년 괴팅겐에서 시작된 양자역학 혁명은 코펜하겐에 이르러 완성되었다. 양자역학의 근간이 되는 코펜하겐 해석은 이곳 닐스보어 연구소에서 나왔다.
--- p.256
하이젠베르크는 수소 원자가 서로를 끌어당겨 수소 분자를 형성 한다는 발터 하이틀러와 프리츠 론돈의 이론을 떠올렸다. 그 이론에서 중요한 것은 전자기력이 아니라 양성자의 스핀과 파울리의 배타 원리였다. 이 두 가지 때문에 양성자와 양성자가 서로 위치를 바꿀 때마다 파동함수의 부호가 바뀌었다. 양자역학적인 이 특성이 수소 원자 두 개가 어떻게 수소 분자를 이루는지 설명하는 데 결정적이었다. 하이틀러와 론돈은 이 힘을 ‘교환 힘(exchange interaction)’이라고 불렀다. 하이젠베르크는 양성자와 중성자 사이에도 이런 교환 힘이 있을 거라고 생각했다.
--- p.300
마요라나에게 중요한 건 단순함이었다. 그에게 단순함이란 고르디우스의 매듭을 끊은 알렉산드로스의 검이었고, 오캄의 면도날이었다. 하이젠베르크가 제 안한 힘이 난삽하다고 여긴 그는 중성자와 양성자 사이의 힘은 둘의 위치가 바뀌어도 그대로 있지만, 스핀이 바뀔 때는 달라진다고 주장했다. 이 힘을 ‘마요라나의 교환 힘’이라고 부른다. 양성자와 중성자의 스핀 방향이 반대면 서로 끌어당기고 같으면 밀친다는 것이다. 하지만 마요라나도 하이젠베르크처럼, 중성자 사이에는 서로 힘이 작용하지 않고, 양성자 사이에는 전하가 같아서 생기는 척력밖에 없다고 여겼다. 마요라나는 이 아이디어를 이용해 헬륨에 있는 양성자와 중성자는 단단히 묶여있는데, 양성자 하나와 중성자 하나로 된 중양자에는 그 둘이 왜 느슨하게 묶여있는지 잘 설명할 수 있었다. 그러나 마요라나의 힘도 원천적으로 강력이 무엇인지는 설명하지 못했다.
--- p.304
유카와도 마찬가지였다. 그는 한 걸음 더 들어갔다. 전하를 띤 입자는 광자를 주고받으며 힘을 전달한다는 양자전기역학 이론을 도입해 하이젠베르크의 모형을 확장했다. 유카와는 중성자와 양성자 사이의 힘은 전자가 매개한다고 가정하고 모형을 세웠다. 이 둘 사이의 힘은 전자의 질량에 따라 거리가 커지면 급격하게 줄어들었다. 유카와가 양성자와 중성자 사이의 힘이 전자에 의해 매개된다고 생각한 데는 그럴 만한 이유가 있었다. 그는 핵력과 베타 붕괴를 동시에 설명할 방법을 찾고 있었다. 그때만 해도 물리학자들이 약력과 강력을 구분하지 못할 때였지만, 유카와의 이 생각은 대담하기 그지없었다.
--- p.306
이제 자연에 존재하는 네 개의 힘을 다 찾아낸 셈이었다. 뉴턴에서 시작해 아인슈타인이 완벽하게 설명한 중력과, 패러데이와 맥스웰을 거쳐 양자전기역학까지 나아간 전자기력에, 페르미가 양자장론을 이용해 설명한 베타 붕괴 이론은 약력이라는 새로운 힘을 더했다. 마지막으로 유카와가 강력을 설명하며 예언한 파이온이 발견되면서 물리학을 받치고 있는 네 개의 기둥을 모두 찾아냈다. 이로써 현대물리학의 기틀이 마련되었다.
--- pp.34~35
처음에는 아무 전하도 없는데, 양전자만 달랑 생겨날 수는 없는 법이다. 처음이나 나중이나 전하는 늘 같아야 한다. 아무것도 없는 데서 양전자가 생겼다면, 전하가 반대인 전자도 반드시 생겨나야 했다. (…) 전자와 양전자가 같이 생겨나는 현상인 쌍생성은 디랙 자신이 세운 바다 이론에서 이미 설명했다. 그러니까 채드윅, 블래킷, 오키알리니는 디랙의 바다에서 튀어 올라 뭍으로 나온 전자와 그 빈자리에 남은 양전자를 동시에 본 것이었다. 전자가 떠나면서 남은 자리, 그게 양전자였다. 앤더슨이 관찰했던, 납판을 통과해 위로 올라와 자기장에 의해 휘던 입자는 쌍생성으로 생겨난 양전자였다.
디랙이 자신의 방정식에서 나오는 이상한 해를 변명하려고 고안한 ‘디랙의 바다’는 옳았다. 정말로 아무것도 없는 곳에서, 아니 좀 더 정확하게 말하면, 전자의 질량보다 에너지가 두 배 이상인 감마선이 물질을 통과하면, 그 에너지가 입자로 바뀌면서 전자와 양전자가 생겨난다. 디랙이 예언한 그대로였다. 이것은 인류 역사상 처음으로 이론으로 먼저 입자의 존재를 예측하고, 실험으로 그 존재를 확인한 사건이었다.
--- p.210
채드윅이 중성자를 발견한 1932년은 핵물리학이라는 학문이 시작된 해라고 할 수 있다. 말하자면, 중성자의 발견은 핵물학을 기원전과 기원후로 나누는 것과 다름없었다. 러더퍼드가 문을 연 핵물리학은 채드윅 덕분에 동력을 얻었다. 중성자는 질량은 양성자와 같지만 전하가 없으니, 핵 주위를 돌고 있는 전자의 영향을 거의 받지 않았고, 핵의 전기적 장벽이 진로를 가로막지도 않았다. 이런 놀라운 투과력은 핵을 조사하는 새로운 도구가 될 수 있었다. 핵물리학은 이제 막 싹트기 시작한 학문이었다. 핵은 오직 두 가지, 양성자와 중성자만으로 이루어져 있다. 그러나 양성자와 중성자가 어떻게 핵을 이루는지, 중성자는 도대체 무엇인지, 오히려 답해야 할 질문이 한층 늘어난 셈이었다.
--- p.244
닐스보어 연구소에는 ‘코펜하겐 정신’이라는 것이 있었다. 물리학에 관해서는 유명한 교수든 공부를 막 시작한 대학원생이든 그 누구라도 보어를 비롯한 연구소의 모든 사람과 자유롭게 토론할 수 있었다. 1925 년 괴팅겐에서 시작된 양자역학 혁명은 코펜하겐에 이르러 완성되었다. 양자역학의 근간이 되는 코펜하겐 해석은 이곳 닐스보어 연구소에서 나왔다.
--- p.256
하이젠베르크는 수소 원자가 서로를 끌어당겨 수소 분자를 형성 한다는 발터 하이틀러와 프리츠 론돈의 이론을 떠올렸다. 그 이론에서 중요한 것은 전자기력이 아니라 양성자의 스핀과 파울리의 배타 원리였다. 이 두 가지 때문에 양성자와 양성자가 서로 위치를 바꿀 때마다 파동함수의 부호가 바뀌었다. 양자역학적인 이 특성이 수소 원자 두 개가 어떻게 수소 분자를 이루는지 설명하는 데 결정적이었다. 하이틀러와 론돈은 이 힘을 ‘교환 힘(exchange interaction)’이라고 불렀다. 하이젠베르크는 양성자와 중성자 사이에도 이런 교환 힘이 있을 거라고 생각했다.
--- p.300
마요라나에게 중요한 건 단순함이었다. 그에게 단순함이란 고르디우스의 매듭을 끊은 알렉산드로스의 검이었고, 오캄의 면도날이었다. 하이젠베르크가 제 안한 힘이 난삽하다고 여긴 그는 중성자와 양성자 사이의 힘은 둘의 위치가 바뀌어도 그대로 있지만, 스핀이 바뀔 때는 달라진다고 주장했다. 이 힘을 ‘마요라나의 교환 힘’이라고 부른다. 양성자와 중성자의 스핀 방향이 반대면 서로 끌어당기고 같으면 밀친다는 것이다. 하지만 마요라나도 하이젠베르크처럼, 중성자 사이에는 서로 힘이 작용하지 않고, 양성자 사이에는 전하가 같아서 생기는 척력밖에 없다고 여겼다. 마요라나는 이 아이디어를 이용해 헬륨에 있는 양성자와 중성자는 단단히 묶여있는데, 양성자 하나와 중성자 하나로 된 중양자에는 그 둘이 왜 느슨하게 묶여있는지 잘 설명할 수 있었다. 그러나 마요라나의 힘도 원천적으로 강력이 무엇인지는 설명하지 못했다.
--- p.304
유카와도 마찬가지였다. 그는 한 걸음 더 들어갔다. 전하를 띤 입자는 광자를 주고받으며 힘을 전달한다는 양자전기역학 이론을 도입해 하이젠베르크의 모형을 확장했다. 유카와는 중성자와 양성자 사이의 힘은 전자가 매개한다고 가정하고 모형을 세웠다. 이 둘 사이의 힘은 전자의 질량에 따라 거리가 커지면 급격하게 줄어들었다. 유카와가 양성자와 중성자 사이의 힘이 전자에 의해 매개된다고 생각한 데는 그럴 만한 이유가 있었다. 그는 핵력과 베타 붕괴를 동시에 설명할 방법을 찾고 있었다. 그때만 해도 물리학자들이 약력과 강력을 구분하지 못할 때였지만, 유카와의 이 생각은 대담하기 그지없었다.
--- p.306
이제 자연에 존재하는 네 개의 힘을 다 찾아낸 셈이었다. 뉴턴에서 시작해 아인슈타인이 완벽하게 설명한 중력과, 패러데이와 맥스웰을 거쳐 양자전기역학까지 나아간 전자기력에, 페르미가 양자장론을 이용해 설명한 베타 붕괴 이론은 약력이라는 새로운 힘을 더했다. 마지막으로 유카와가 강력을 설명하며 예언한 파이온이 발견되면서 물리학을 받치고 있는 네 개의 기둥을 모두 찾아냈다. 이로써 현대물리학의 기틀이 마련되었다.
--- pp.401~402
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