최신 현대 물리에서 자주 등장하는 표준모형과 힉스 입자. 루리웹 여러분은 한번씩은 들어 보셨죠?
근대 이게 무슨 개념인지 잘 설명한 내용은 없는 거 같아서 제가 한번 설명해 보려구요.
최대한 단순하게~
일단 대칭성이라는 것이 있습니다. 어떤 것을 기준으로 같은 모습을 보이는게 대칭성이잖아요? 가운데 선이든, 거울 표면이든.
물리에서는 게이지 대칭성이라는 것이 있는데요, 이건
이런 내용입니다. 좀 직관적으로 이해하기 쉽게는, 위치에너지가 높은 에베레스트 산 꼭대기랑 지하 깊숙한 곳에서 물리 법칙은 똑같다는 거죠.
이런 내용으로 전개 하다 보면 표준모형의 수학적 계산들이 나옵니다. 대충 에너지와 퍼텐셜이라는 개념들을 전개하면 됩니다.
그리고 양자장 이론이라는게 있는데, 전자기장이라고 들어 보셨죠? 자석을 가운데 두면 자석 주위로 장판이 깔리듯 자기장이 형성되는게 눈에 보이잖아요?
그런 현상에서 실재로 힘을 전달하는 것이 '양자', 어떤 덩어리라고 가정하는 게 양자장 이론입니다.
대표적으로 빛(전자기파)은 전자기력을 전달하는 양자죠.
표준 모형을 만들다 보면 이런 '양자'들이 몇가지 더 예측 되고 실험에서도 관측이 됩니다.
표에서 맨 오른쪽에 있는 글루온과 그 밑의 3가지가 힘을 전달하는 '양자'에요. 이런 애들을 보존이라고 부릅니다.
각각, 글루온은 강력을, 밑의 포톤은 전자기력을, 밑의 W,Z 보존은 약력을 전달하는 애들이에요.
강력은 핵, 그러니까 양성자 중성자안에서 서로 붙잡고 있도록 만들어 주는 힘입니다. 쿼크가 결합하는데 필요해요.
전자기력, 포톤은 지금 모니터에서도 나오고 있어요.
약력은 베타붕괴, 양성자 -> 중성자 + 전자 + 중성미자 로 변하는데 이때 에너지를 매개하는 '양자'들이 W, Z 보존입니다.
일반적인 상태에서 이런 물질들을 발견하기란 쉽지 않습니다. 빛은 흔하지만요. 그래서 고안 된 것이 고에너지 상태에서 실험하는 방법이죠. 입자가속기를 이용해서요.
마치, 바다속 깊은 곳에서 일어나는 보기 힘든 일들을 바다 표면까지 끌고 올라오는 것과 같은 의미에요.
그런데, 문제가 생겼습니다. 이런 표준모형의 출발점이 되는 게이지 대칭성으로는 각 물질들의 질량이 설명이 안되는 겁니다.
이때, 일본 과학자인 난부 요이치로가 한가지 제안을 합니다. '자발적 대칭성 깨짐'이라는 개념을요. 대칭성이 있었는데, 깨졌다~이런겁니다.
이런 일련의 논의를 거치고 제안된 것이 힉스 장이고, 이 힉스 장을 매개하는 입자가 힉스입자입니다. (힉스는 사람 이름입니다.)
위에 게이지 대칭성이라는 것이 어떤 에너지 상태에서도 같은 현상을 보인다는 것이었죠? 그런데 그런 대칭성이 깨졌다는건, 어느 부위에서는 깨진 대칭성을 확인 할 수 있을 거라는 생각을 하게 됩니다.
지금 우리 주변은 에너지 수준이 낮아서 대칭성이 깨졌지만, 높은 에너지 준위에서는 확인 할 수 있다는 거죠. 그리고 2013년에 확인을 했습니다.
이 힉스입자는 대칭성이 깨지면서 어딘가로 사라져야 했습니다.
에너지로 바뀌던지, 결합하던지. 에너지 보존 법칙에 따라 존재해야 하는 건 사실이니까요. 그런데 에너지로 바뀌는 건, 양자역학에서 '양자'가 되는거죠. 위에 있는 4개의 매개 입자로 바뀌고 남은 양은 어딘가로 가야해요. 그래서 다른 물질들과 결합해서 질량을 부여 했다, 라는게 힉스입자에 대한 설명입니다.
물론 여기에는 어마어마한 수학이 깔려있어요.
시간이 된다면 끈이론에 대해서도 한번 다뤄 보겠습니다.
(IP보기클릭).***.***
여러분은 넷상에서의 좋은 피드백과 그에 대한 수용을 보고 있습니다.
(IP보기클릭).***.***
전반적으로 뭔가 쉽게 설명하시려고 애쓰신거 같은데 너무 설명이 본인 위주신거 같아요. 설명하시는 분이 쉽게 빠지는 오류가 "나는 일상적으로 흔히 쓰는 단어니 읽는 사람도 쉽게 이해 하겠지?" 라는 점입니다. 그런 면에서 이런저런 개념이 갑자기 튀어 나오는 설명글은 앞서 제기한 개념도 해결이 안된 상태에서 뒤에 새로운 개념이 등장하고 잘 이해가 안되는 상황이 반복되면서 이해하기 어려운 글이 되어버립니다. 이런 부분을 조금만 더 신경 쓰시고 설명해 주시면 보다 쉬운 글이 될것 같습니다. 쓸데없는 오지랖에 기분이 나쁘셨다면 사과드리겠습니다. 다만 더 좋은 글이 될수 있는데 이렇게 묻힐까봐 한번 말씀드려 봅니다.
(IP보기클릭).***.***
제가 문과고 사회과학을 전공했으며 대표적인 수포자이지만 개인적인 흥미로 물리학 관련 내용은 재미있게 보고 있습니다. 오늘 글도 힉스입자를 쉽게 설명하기위해 쓰신것 같아 많이 기대했는데 묘하게 이해가 되는거 같으면서도 이해가 안되네요. 쓸데 없는 오지랖일 수도 있으나 쓰신분이 무언가를 쉽게 설명하는데 익숙하지 않으신듯 합니다. 제가 막히는 부분은 이렇습니다. 일단 "최대한 단순하게~ 일단 대칭성이라는 것이 있습니다. 어떤 것을 기준으로 같은 모습을 보이는게 대칭성이잖아요? 가운데 선이든, 거울 표면이든. 물리에서는 게이지 대칭성이라는 것이 있는데요, 이건" 여기까지는 좋습니다. 대칭성에 이라는 개념을 상식수준의 단어를 이용해서 설명해 주신것은 좋습니다. 그리고 물리로 넘어가 게이지 대칭성이라는게 있다라는 것도 좋습니다. 그러면 읽는 사람은 자 그럼 이제 게이지 대칭성이 뭔지 나오겠지? 라고 기대하고 밑을 보겠죠. 그랬더니 붉고 큰 글씨로 "서로다른 에너지에서 물리법칙이 같다" 라고 써 있는데요. 이게 게이지 대칭성이라는 거죠? 명확하게 '그럼 게이지 대칭성은 뭐냐하면, ~~한 겁니다' 라고 설명을 한줄 써주시면 더 좋았을 것 같고, 더 좋은건 앞서 예로 드신 거울 같은 상식수준의 개념을 다시 가져오셔서 '거울과 내가 거리가 가깝든 멀든 똑같은 모습이 비치죠? 그거랑 비슷한 개념입니다.' 라는 식으로 해주셨으면 더 쉽게 이해가 되었을 듯 합니다. 게다가 "서로다른 에너지 준위에서 물리법칙이 같다"는 말은 사실상 문법적으로 어색한 표현이라 이해를 더 어렵게 하고 있습니다. "서로 다른 에너지에서'도' 물리법칙'은' 같다" 라거나 "서로 다른 에너지 준위에서라도 물리법칙은 동일하게 적용 된다" 라는 등, 표현이 명확해야 하는데 현재 쓰신 표현은 아리송합니다. 서로 다른 에너지 준위에서도 물리법칙은 동일하게 적용된다는 의미인지, 서로 다른 에너지 준위에서 적용되는 물리법칙 중에 동일한게 있다는 것인지, 서로 다른 에너지 준위에서라도 동일하게 적용되는 물리법칙이 있다는 것인지 의미가 팍 하고 와닿지 않아요. ㅠㅠ 게다가 그 물리법칙에 게이지 대칭성이라는 것을 말하는 것인지, 어떤 법칙을 말하는 것인지도 불명확하구요. 뭐 그거까진 어떻게 이해했다고 치고 그림을 보면, 우측에는 "높은 에너지 - 빅뱅, 태양, 초신성, 입자가속기" 라고 되어있습니다. 언뜻 봐서는 쉽게 이해가 안되지만 각 단어에 에너지를 붙여보니까 이해가 됩니다. 빅뱅 에너지, 태양에너지, 초신성의 에너지, 입자가속기의 에너지... 아하 높은 에너지를 가지는 물체 혹은 현상이라는 뜻이구나 하고 왼쪽을 보면 "낮은 에너지 - 일상" 이렇게 되어 있어요. 일상에너지? 일상 에너지? 무슨 뜻이지? 일상에서 보는 에너지 원이라는 것인가? 아님 일상적인 에너지라는 것인가? 또 묘하게 이해가 안가기 시작합니다. 그러고 나니 밑으로 내려가도 점점더 이해가 안가기 시작합니다. 특히 "좀 직관적으로 이해하기 쉽게는, 위치에너지가 높은 에베레스트 산 꼭대기랑 지하 깊숙한 곳에서 물리 법칙은 똑같다는 거죠." 이부분에서 문장이 또 좀 어색합니다. "위치에너지가 높은 에베레스트 산 꼭대기든 지하 깊숙한 곳에서든 물리법칙은 똑같이 적용된다는 거죠" 저는 이렇게 이해 했는데 맞는 건가요? 거기에 갑자기 이렇게 '전개'를 한다고 하시는데 뭘 갑자기 전개하는지도 잘 이해가 안가고, 더 나가서 대충 에너지와 퍼텐셜이라고 하는데 이건 또 무슨 개념인지 갑툭튀를 하고....
(IP보기클릭).***.***
오오~ 감사드려요 ^^ 시간이 되면 수정해 보겠습니다!!
(IP보기클릭).***.***
와~ 알기 쉬운 설명 고맙습니다. ^^ (그렇다고 알았다는 건 아닙니다.)
(IP보기클릭).***.***
와~ 알기 쉬운 설명 고맙습니다. ^^ (그렇다고 알았다는 건 아닙니다.)
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
제가 문과고 사회과학을 전공했으며 대표적인 수포자이지만 개인적인 흥미로 물리학 관련 내용은 재미있게 보고 있습니다. 오늘 글도 힉스입자를 쉽게 설명하기위해 쓰신것 같아 많이 기대했는데 묘하게 이해가 되는거 같으면서도 이해가 안되네요. 쓸데 없는 오지랖일 수도 있으나 쓰신분이 무언가를 쉽게 설명하는데 익숙하지 않으신듯 합니다. 제가 막히는 부분은 이렇습니다. 일단 "최대한 단순하게~ 일단 대칭성이라는 것이 있습니다. 어떤 것을 기준으로 같은 모습을 보이는게 대칭성이잖아요? 가운데 선이든, 거울 표면이든. 물리에서는 게이지 대칭성이라는 것이 있는데요, 이건" 여기까지는 좋습니다. 대칭성에 이라는 개념을 상식수준의 단어를 이용해서 설명해 주신것은 좋습니다. 그리고 물리로 넘어가 게이지 대칭성이라는게 있다라는 것도 좋습니다. 그러면 읽는 사람은 자 그럼 이제 게이지 대칭성이 뭔지 나오겠지? 라고 기대하고 밑을 보겠죠. 그랬더니 붉고 큰 글씨로 "서로다른 에너지에서 물리법칙이 같다" 라고 써 있는데요. 이게 게이지 대칭성이라는 거죠? 명확하게 '그럼 게이지 대칭성은 뭐냐하면, ~~한 겁니다' 라고 설명을 한줄 써주시면 더 좋았을 것 같고, 더 좋은건 앞서 예로 드신 거울 같은 상식수준의 개념을 다시 가져오셔서 '거울과 내가 거리가 가깝든 멀든 똑같은 모습이 비치죠? 그거랑 비슷한 개념입니다.' 라는 식으로 해주셨으면 더 쉽게 이해가 되었을 듯 합니다. 게다가 "서로다른 에너지 준위에서 물리법칙이 같다"는 말은 사실상 문법적으로 어색한 표현이라 이해를 더 어렵게 하고 있습니다. "서로 다른 에너지에서'도' 물리법칙'은' 같다" 라거나 "서로 다른 에너지 준위에서라도 물리법칙은 동일하게 적용 된다" 라는 등, 표현이 명확해야 하는데 현재 쓰신 표현은 아리송합니다. 서로 다른 에너지 준위에서도 물리법칙은 동일하게 적용된다는 의미인지, 서로 다른 에너지 준위에서 적용되는 물리법칙 중에 동일한게 있다는 것인지, 서로 다른 에너지 준위에서라도 동일하게 적용되는 물리법칙이 있다는 것인지 의미가 팍 하고 와닿지 않아요. ㅠㅠ 게다가 그 물리법칙에 게이지 대칭성이라는 것을 말하는 것인지, 어떤 법칙을 말하는 것인지도 불명확하구요. 뭐 그거까진 어떻게 이해했다고 치고 그림을 보면, 우측에는 "높은 에너지 - 빅뱅, 태양, 초신성, 입자가속기" 라고 되어있습니다. 언뜻 봐서는 쉽게 이해가 안되지만 각 단어에 에너지를 붙여보니까 이해가 됩니다. 빅뱅 에너지, 태양에너지, 초신성의 에너지, 입자가속기의 에너지... 아하 높은 에너지를 가지는 물체 혹은 현상이라는 뜻이구나 하고 왼쪽을 보면 "낮은 에너지 - 일상" 이렇게 되어 있어요. 일상에너지? 일상 에너지? 무슨 뜻이지? 일상에서 보는 에너지 원이라는 것인가? 아님 일상적인 에너지라는 것인가? 또 묘하게 이해가 안가기 시작합니다. 그러고 나니 밑으로 내려가도 점점더 이해가 안가기 시작합니다. 특히 "좀 직관적으로 이해하기 쉽게는, 위치에너지가 높은 에베레스트 산 꼭대기랑 지하 깊숙한 곳에서 물리 법칙은 똑같다는 거죠." 이부분에서 문장이 또 좀 어색합니다. "위치에너지가 높은 에베레스트 산 꼭대기든 지하 깊숙한 곳에서든 물리법칙은 똑같이 적용된다는 거죠" 저는 이렇게 이해 했는데 맞는 건가요? 거기에 갑자기 이렇게 '전개'를 한다고 하시는데 뭘 갑자기 전개하는지도 잘 이해가 안가고, 더 나가서 대충 에너지와 퍼텐셜이라고 하는데 이건 또 무슨 개념인지 갑툭튀를 하고....
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
전반적으로 뭔가 쉽게 설명하시려고 애쓰신거 같은데 너무 설명이 본인 위주신거 같아요. 설명하시는 분이 쉽게 빠지는 오류가 "나는 일상적으로 흔히 쓰는 단어니 읽는 사람도 쉽게 이해 하겠지?" 라는 점입니다. 그런 면에서 이런저런 개념이 갑자기 튀어 나오는 설명글은 앞서 제기한 개념도 해결이 안된 상태에서 뒤에 새로운 개념이 등장하고 잘 이해가 안되는 상황이 반복되면서 이해하기 어려운 글이 되어버립니다. 이런 부분을 조금만 더 신경 쓰시고 설명해 주시면 보다 쉬운 글이 될것 같습니다. 쓸데없는 오지랖에 기분이 나쁘셨다면 사과드리겠습니다. 다만 더 좋은 글이 될수 있는데 이렇게 묻힐까봐 한번 말씀드려 봅니다.
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
여러분은 넷상에서의 좋은 피드백과 그에 대한 수용을 보고 있습니다. | 15.12.03 23:38 | |
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
반대하시나요? | 15.12.04 13:55 | |
삭제된 댓글입니다.
(IP보기클릭).***.***
입자는 질량을 지니는 페르미온과 질량이 없는 보손으로 나뉘니까 힉스는 보손이 정확하긴 하죠. 근데 왠지 입에 붙는건 입자란 말이죠...;; | 15.12.04 00:03 | |
(IP보기클릭).***.***
힉스입자라고 하면 안되긴 ㅋㅋㅋ 그럼 광자도 포톤만 맞겠네요.. | 15.12.04 00:04 | |
(IP보기클릭).***.***
광자는 포톤의 번역이라고 봐야하지 않을까요? 솔직히 말해서 맞는 번역도 아니지만... 솔직히 말해서 입자이자 파동이라는걸 어떻게 한단어로 줄여서 말해야할지도 모르겠음. | 15.12.04 00:11 | |
(IP보기클릭).***.***
사실 particle과 quantum 의 차이가 있겠지만, 요즘은 두개의 개념이 거의 같죠 ^^ 크게 문제가 될것 같지는 않아요. 보존이라는 건 종류를 말하는 거지 본질 자체를 말하는 건 아니니까요. | 15.12.04 08:46 | |
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***
(IP보기클릭).***.***