영혼이 있는한 무신론이란 존재하지 않는다. 영혼 그 자체가 곧 신이며 종교이기에 ... 그 종교의 정점 뿌리에는 우주체 월일 천리왕명의 오묘한 섭리가 있을 뿐이며 존재하는 그 어떤 신을 믿더래도 최종결정권자는 우주신일 뿐 그 외에는 전부가 사람죽은 귀신 즉 인격신 뿐이다.
천리교창조문답

     
 
.......작성자 chunria ()
.......제 목 qurk
.......등록일 2005/12/30 (19:12) 조회 16367
....... IP 58.239.234.235
현재 6종(種) 3류(類)가 있다고 가정되어 있다. 6종의 쿼크는 업 ·다운 ·스트레인지 ·참 ·보텀 ·톱으로, 쿼크의 종은 향(香:flavor)으로, 유는 색(色:color)으로 각각 부르고 있다. 즉, 한 향은 3색을 가지고 있다. 물질을 구성하는 최소단위의 구성자를 소립자라고 하는데, 이것은 자연관의 단위이기도 하다. 물질구조에 관한 연구는 긴 역사를 가지고 있다. 물질은 분자의 집합체이며, 분자는 원자의 복합입자(複合粒子)이고, 원자는 원자핵과 핵외전자(核外電子)의 복합입자이고, 원자핵은 중성자와 양성자의 복합입자이다.

전자를 원자핵에 속박시키고 있는 힘은 전자기력(電磁氣力)이며, 이 힘은 광자(photon)에 의하여 매개되고 있다. 중성자와 양성자를 결속하여 원자핵을 형성시키고 있는 힘을 핵력(또는 强力)이라 하며, 이 힘은 중간자(meson)에 의해서 매개되고 있다. 원자핵은 자발적으로 붕괴하여, 핵내의 중성자는 양성자로 전환하면서 전자와 반중성미자(反中性微子:antineutrino)가 탄생해서 핵외로 방출된다. 이와 같은 붕괴현상을 지배하는 힘은 약력(弱力)이고, 이 힘은 약력자(弱力子:weakon)에 의해서 매개된다. 양성자 ·중성자 ·전자 ·중성미자 등은 물질의 소재이고, 광자 ·중간자 ·약력자 등은 물질의 접착재이다.

1960년대 초반까지는 이와 같은 소재와 접착재의 수가 수백 종 확인되었으며, 이들 모두가 소립자라고 생각되었다. 그들은 광자족(光子族:하나뿐), 약입자족(弱粒子族) 또는 경입자족(輕粒子族) 및 강입자족(强粒子族)으로 분류되었고, 강입자족은 중간자족과 중입자족(重粒子族:중성자와 양성자는 이 족에 속한다)으로 나뉘었다. 개체성(個體性)과 전환성(生成消滅現象)은 소립자의 특성이다. 한 입자의 동정(同定)에는 특성의 동정이 필요하고, 특성은 양자수에 의해서 표현된다.

양자수에는 시공(時空)과 관계가 있는 것도 있고, 그렇지 않은 것도 있는데, 시공과 관계가 없는 양자수를 내부양자수라 하며 시공양자수와 구별한다. 질량 ·스핀 및 패리티(反轉性) 등은 시공양자수이고, 아이소스핀(isospin:I) ·하전(charge:Q) ·중입자수(baryon number:B) ·스트레인지니스(strangeness:S) 등은 내부양자수이다. 같은 다중항(多重項) 속에서 이들 내부양자수 사이에는,

와 같은 관계가 실증적으로 성립한다. 또, I3은 I의 제3성분이다. 종래 하전량(Q)은 전자의 하전량(e)을 기준으로 하고 있으며, 분할될 수 없는 것이라고 생각되어 왔다. 그러나 위의 관계식에서는 I3과 Y의 두 양으로 하전량이 분할되어 표현되어 있다.

1964년 M.겔만과 G.츠바이히는 위와 같은 하전량의 분할성에 내재된 물리를 통찰하고, 분수하전량 1/3, 2/3를 가지는 기본 소재를 가정하여 쿼크라고 명명했다. 그들은 (u,d,s) 3종의 쿼크(q)를 기본구성으로 설정하고, 중간자는 정(正)쿼크(q)와 반(反)쿼크()의 복합입자(q)로, 중입자는 쿼크 셋(qqq)의 복합입자라는 소립자의 복합모델을 제창했다. 이 모델은 그 후 대단히 유용하다는 것이 입증되었다.

입자가속기의 출력 증가에 힘입어, 1970년대 이후에도 계속해서 새로운 입자가 발견됨에 따라 쿼크의 수(種)도 증가되었고, 1977년까지 5종의 쿼크를 찾아냈으며, 최후의 입자라 불리던 톱쿼크가 94년 페르미연구소에 의해 발견됨에 따라 마침내 6종의 쿼크 모두가 발견되었다. 당초에는 생각하지도 못한 물리량인 색[類]도 세 가지가 도입되었다. 쿼크와 쿼크 사이의 접착재는 글루온(gluon)이고, 강력(强力)은 쿼크의 색에 귀착된다고 생각하고 있다. 이와 같은 강력이론을 양자색역학(量子色力學:quantum chromodynamics)이라 하며, 현재 적극적으로 연구되고 있는 물리학의 첨단분야이다. 한편, 1996년 2월 페르미연구소에서는 테바트론을 이용해 양성자와 반양성자를 정면으로 충돌시킨 결과, 쿼크가 또 그 내부구조를 갖고 있을 가능성이 있다는 실험결과를 발표하였다.

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물리학자 김제완8   조회 (12)

나는왜 공부를 하는가 | 2005/12/26 (월) 23:48   공감 (0)   스크랩 (0)    



물리학자 김제완
"소립자가 산도 구름도 된다"
노벨상 日교수의 수필집이 소년의 감수성을 흔들어
물리 이론은 매일 매일 변화무쌍
학술지·기사 검색으로 하루 열며 "무슨 얘기가 있나" 찾는 재미에 공부

2005년은 ‘세계 물리의 해’로서 아인슈타인의 상대성이론 발표 100주년이며 아인슈타인 서거 50주년이기도 하다. 4월 19일에는 아인슈타인 서거를 기념하기 위하여 말년에 살던 도시인 미국 프린스톤에서 빛이 출발하여 전세계를 한 바퀴 도는 기념행사가 ‘빛의 축제’(원명 Physics Enligtens World, 물리는 세계를 비춘다)라는 이름으로 신문 및 방송에 대대적으로 보도됐다.
나는 이 물리학이란 과학을 공부했고 지금도 하고 있는 셈이다. 다른 과학도 그렇겠지만 물리학이란 퍽 재미있는 과학이다. 물리학 가운데서도 내가 전공한다는 소립자 및 천체우주 물리학이란 더 더욱 그렇다.

소립자란 이 세상 물질의 최소 단위를 부르는 이름이다. 19세기까지는 원자였고 20세기에 들어오면서 원자는 원자핵과 전자로 구성되어 있다는 것이 알려지면서 소립자란 원자핵과 전자가 되었다. 그 후 원자핵은 다시 양성자(수소원자의 핵을 말함)와, 양성자와 성질도 비슷하고 무게도 거의 같지만 전기를 띠고 있지 않아서 전기적으로 중성이기에 중성자라고 부르게 된 물질로 이뤄졌다는 것이 밝혀지면서 양성자와 중성자와 전자로 이 세상의 모든 물질이 구성되어 있다는 것이 알려졌다. 그래서 20세기 초반의 소립자란 양성자 중성자 그리고 전자를 말하게 되었다.
 
미국에서 유학하고 교수생활을 하면서도 미국 시민권을 갖지 않았다. 한국에 돌아와 물리학을 가르치겠다는 생각을 늘 하고 있었다. /박서강 기자  
그러나 20세기 중반을 넘어서면서 수많은 새로운 소립자들이 원자핵을 파괴하면서 튕겨 나왔고 한 때 소립자의 종류가 300종이 넘은 적도 있었다.
그러나 20세기 후반기에 들어서면서 이들은 쿼크라는 여섯 종류의 더 작은 소립자의 복합체여서 물질의 최소 기본 단위인 소립자는 또 한 번 역사의 심판을 받게 되었다.
나는 이러한 소립자가 이 우주에서 어떤 역할을 하며 소립자들이 밤 하늘을 수놓은 저 별들의 일생을 어떻게 지배하는지를 공부하고 있다. 별에서 나오는 에너지가 소립자로 지구에서는 관측되기 때문에 소립자를 연구한 물리학자들이 별의 일생을 파악할 수 있다. 별도 사람처럼 태어나서 죽는다. 사람의 생명은 100년 정도이지만 별은 수 십억년의 평균수명을 가지고 있으며 많은 별들이 마지막 임종을 하는 순간에는 대폭발을 일으키며 태양보다 수 천만 배의 밝은 빛을 내어 뿜으면서 마지막 숨을 거둔다.
첨단 물리학을 공부하고 있으면 퍽 재미가 있다. 마치 결과를 쉽게 예측할 수 없는 선거처럼 첨단 물리학도 이와 비슷하다. 오늘 주장하는 물리이론이 시간이 흐르면 맞고 틀리는 것이 실험을 통하여 분명히 판가름이 난다. 그러나 판가름이 날 때까지는 온갖 소문과 허황한 주장이 난무하고 이러한 논쟁들이 학술잡지(물리에서는 대표적인 잡지로 ‘피지컬 리뷰 Physical Review’라는 미국 학술지를 꼽고 있다.
우리나라 언론에는 ‘네이처 Nature’가 마치 학술지의 최고 권위인 것처럼 보도되고 있는데 이는 사실과 다르다. 많은 독자가 있는 것은 사실이지만 그런 논리라면 뉴욕타임스에 보도되는 과학기사가 더 권위있는 것이 되겠다.)에 보도되고 선거가 투표결과로 판가름나듯 물리이론도 실험을 통하여 판가름이 난다. 최근 치러진 재ㆍ보궐선거의 온갖 풍문과 보도를 보면서 많은 독자들이 재미있게 즐기듯 물리학 학술지의 보도를 보는 것도 이와 비슷하다.
신문의 내용이 매일 다르듯이 학술지의 보도 역시 변화무쌍하고 그 주장 역시 정치판처럼 허무맹랑한 경우도 많다. 요즈음 내 일과는 인터넷을 통하여 세계 각지의 연구소, 미국 물리학회의 보도자료, 네이처등 각종 과학잡지기사 및 뉴욕타임스의 과학기사 등을 보는 것으로 시작된다.
그 변화 무쌍하고 재미있는 기사가 신문보도보다 더 다양하고 나로서는 더 재미있다. 신문을 한 두 달 보지 않는다 하더라도 기사를 이해하는 데 큰 지장은 없지만 과학은 계속 보고 있지 않으면 시대에 뒤처져서 무엇을 말하는지도 모르게 되고 재미도 없어진다. 내가 거의 반세기를 물리공부가 재미있어서 열심히 공부한 가장 큰 요인이다.
돌이켜 생각해 보면 물리학이라는 과학을 대학에서 공부하겠다고 마음 먹은 것도 이와 비슷한 동기에서였다. 8ㆍ15 광복이 되면서 은행에서 일하시던 아버님을 따라 온 가족이 우리나라 최북단인 회령에서 경북 상주에 정착하게 되었다.
중학교를 다니다가 한국전쟁을 맞이했고 나는 상주농잠고등학교에 진학하게 되었다. 그 당시 우리나라는 퍽 가난했으며 놀이기구는 제기차기와 旼”?정도여서 하루하루가 퍽 무료한 나날이었다. 특히 방학이면 더 더욱 그러했다.
이런 무료함을 면하는 방안의 하나로 나와 두 살 위인 형(김제필)은 수학문제를 누가 먼저 푸는가를 두고 시합을 하면서 무료한 나날을 견뎌 나갔다. 아마 그런 수학놀이가 밑거름이 되어 형은 서울대학교 수학교수가 되었고 나는 같은 서울대학교의 물리학교수가 되었는지도 모른다.
내가 물리학을 전공하게 된 결정적인 동기는 의외의 곳에서 찾아왔다. 1950년대만 해도 책 구하기가 하늘의 별을 따는 것보다 어려운 시절이었다. 그런데 친척 아저씨 한 분이 일본에서 ‘극미의 세계(極微의 世界)’라는 제목의 수필집을 선물로 보내왔다. 동양인으로서는 처음 노벨상을 받은 유가와 히데키(湯川秀樹) 교수의 수필집이었다. 그 수필집속에는 유가와 교수의 이런 글이 실려 있었다.
“기차를 타고 멍하니 차창 밖을 내다보고 있었다. 여름 들판 저 쪽에는 뭉게구름이 떠 있고 차창 너머로 보이는 가로수들은 푸른 정도를 넘어 검푸르게 보였다. 선로 가에 서 있는 전신주와 집들이 빠른 속도로 지나가는 것을 무심코 바라보면서 문득 이런 생각이 들었다. 자연을 이루고 있는 뭉게구름, 나뭇잎들 그리고 먼 산의 윤관은 복잡한 곡선으로 이루어지고 있다. 그에 반하여 인간이 만든 인공적인 것들은 그렇지 않다. 지붕의 곧은 윤곽, 똑바로 올라간 전신주 그리고 밭과 논의 경계선인 곧은 길 이 모두가 간단한 직선으로 이루어져 있는 것을 깨달았다.
인간의 사고능력에는 한계가 있어서 간단한 직선으로만 구상하는 반면 오묘한 대자연은 그 복잡한 곡선을 조화시켜 저렇게도 아름다운 작품을 만들어 내고 있으니 인간이란 오묘한 대자연의 섭리 앞에는 유치하고 하잘것없는 존재에 불과하다는 생각에 사로잡혔다. 어느덧 기차는 교토(京都)역에 가까워졌는지 기적 소리를 힘차게 울리면서 시가지에 접어들고 있었다. 문득 다시 이런 생각이 떠올랐다.
아무리 복잡한 곡선이라도 아주 잘게 나누어 보면 그 작은 부분은 직선이라는 생각이 떠올랐다. 곡선을 지극히 짧고 짧은 직선을 이어 만들 수 있는 것처럼 복잡한 자연도 인간의 기본적인 사고도 간단한 구성요소가 모여서 이루어진 것일 것이다. 자연의 직선에 해당하는 기본 입자인 소립자들이 뭉쳐서 산도 또한 뭉게구름도 이루고 있다는 생각이 뇌리를 스치면서 감동적인 전율마저 느껴진다.”
감수성이 강한 10대 후반기의 나에게 이런 유가와 교수의 사고는 금방 가슴에 와 닿았다. 서울대학교 물리학과에 응시한 것도 유가와 교수처럼 소립자 공부를 하겠다는 때묻지 않은 소박한 생각이 동기가 된 것 같다. 얼마 전에 어떤 기회가 있어서 옛날 서울대학교 문리대가 있던 동숭동에 들른 적이 있다.
지금은 문예진흥원이 된 대학본부 건물만 남아 있었고 같은 색깔의 문리대 본관 건물과 도서관 그리고 혜화동에 가까운 쪽으로 서 있던 붉은 벽돌 교실들은 모두 없어졌다. 대신 극장과 카페 그리고 켄터키 치킨 등 음식점이 들어서 있고 그렇게 향기롭던 마로니에는 모두 베어 버려서 흔적도 없었다. 유가와 박사가 생각하던 자연의 기본구조인 소립자도 옛날 서울대 캠퍼스처럼 그동안 엄청난 변화를 겪었다.
그 시대에는 기본적 입자라고 생각되었던 양성자와 중성자도 더 기본적인 소립자인 쿼크로 이루어져있다는 것이 밝혀졌고 유가와 교수에게 노벨 물리학상을 안겨준 파이 중간자도 쿼크의 복합이라는 것이 밝혀졌다. 소립자물리학을 막연히 동경하던 십대 소년이던 나도 이제는 그 분야의 권위자랍시고 그 분야의 연구에 열중하다가 그것마저 졸업하고 이제는 신문, 잡지 및 강연을 통하여 과학의 대중화에 힘쓰고 있다.
어릴 때 본 책 한 권의 영향은 마치 가정교육과 같다는 생각이 든다. 자라나면서 무의식 중에 배우고 듣는 아버지의 행동에서 그 아들의 성격이 형성되듯 나에게는 유가와 교수의 영향이 큰 것 같다.
김제완 교수는…
김제완 서울대 명예교수는 1932년 경상북도 상주에서 태어났다. 서울대 물리학과를 나온 뒤 1968년 미국 컬럼비아대에서 소립자 연구로 박사학위를 받았다. 우리나라에서는 실험을 통해 물리학을 연구한 1세대 물리학자로 꼽힌다. 일리노이 대학교 연구원, 연구조교수를 거쳐 72년부터 97년까지 ?顚?교수를 지냈다.
현재 과학문화진흥회 회장으로 과학을 대중화하는 작업에 앞장서 7월에는 국립과학관에서 아인슈타인 특별전을 열 계획이다. 2005년 '세계 물리의 해' 한국 조직위원장으로 최근의 '빛의 축제'를 주관했다. 펴낸 책으로는 '겨우 존재하는 것들' '빛은 있어야 한다' 등이 있다.


[2011/3/10 (16:12)]
허거걱!!!!
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자신의 몸을 닮은 우주적인 원리를 내포한 인간이라는 존재를 만들어 자신의 비밀을 파헤치게 했는지 생각할 수록 신기하기만 한 황홀한 세계에 살려지고 있다는 것만해도 감격스러울 일이지 않습니까?!