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과학

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(재미있는 과학) 광자 Photon 입자인가 파동인가, 게이지 보손인가? 광자 Photon 가 뭐지? 빛의 기본 입자 포톤(Photon)은 평범하지만 놀라움으로 가득하다. 물리학자들이 광자(Photon)라고 부르는 것을 우리는 그냥 빛이라고 한다. 광자는 빛을 양자적으로 표현한 것이 광자인데 전자기 에너지의 가장 작은 단위이다. 만약 컴퓨터 화면으로 이 글을 읽고 있다면, 광자의 흐름이 단어들의 이미지를 눈의 시신경을 통하여 뇌까지 전달되는 중이다. 과학에서 광자는 조명 그 이상으로 매우 중요한 존재이다. 파동, 입자, 보손까지 고대 이집트, 메소포타미아, 인도, 그리스의 철학자들과 학자들로부터 오랜 세월을 거쳐 인류는 빛의 본질을 조사해왔다. 특히 17세기 후반에서 20세기 초반 사이에 과학자들은 ‘빛은 입자인가, 파동인가?’라는 질문에 답을 찾았었다. 뉴턴, 빛을 입자다 ..
(재미있는 과학 이야기)우주의 기원과 사물 현상을 설명하는 표준 모델 우주의 기원과 사물 현상을 설명하는 표준 모델 표준모형은 전자기력, 약력, 강력을 게이지 대칭성으로 설명한다. 각 힘은 서로 다른 게이지 보존의 교환으로 설명하며, 우주는 6개 쿼크 입자와 6개 렙톤경입자가 기본 입자로 구성되어 우주의 현상과 사물을 이루고 있다. 가장 낮은 진공 에너지 상태에서 게이지 대칭성이 자발적으로 깨지면서 힉스 입자가 생성되면서 게이지 보손이 질량을 얻게 된다. 이 힉스 입자가 마침내 2012년 발견됨으로써 표준모형이 실험적으로 최종 검증된 것이다. 우리 주변에서 볼 수 있는 것은 광자를 포함하여 전자와 업쿼크, 다운쿼크라고 한다. 그 이외 입자들은 우주 속이나 실험실 가속시 속에서 잠시만 볼 수 있다.
(알기 쉬운 과학) 근본적인 힘, 네가지의 힘으로 우주의 만물을 구성할 수 있게 한다. 우주 만물을 구성하게 하는 힘 2022년 현재 인류가 알고 있는 원자에 대한 물리학적 표현은 표준모형으로 설명 한다. 중력에 일반상대성이론으로 설명한다. 1930년대 이후물질의 근본적인 구조에 대한 놀라운 통찰력을 가져왔다. 우주의 모든 것은 네 가지 기본적인 힘에 의해 지배되는 기본 입자라고 불리는 몇 가지 기본적인 구성 요소로부터 만들어진다는 것이 발견되었다. 표준모형은 1970년대 초에 개발된 이후 거의 모든 실험 결과를 성공적으로 설명하고 매우 다양한 현상을 정확하게 예측하면서 인류가 파악한 중요한 지식이 되었다. 표준모형에서는 모든 물전의 기초를 기본입자들이 있고, 중력과 약한 핵력, 강한 핵력, 전자기력 이렇게 네가지의 힘들이 서로 당기고 밀치며 핵, 원자, 분자 그리고 세상 만물이 이렇게 존..
여전히 단 5%만 우리는 알고 있다. 암흑 물질을 찾아서 (1), 역학질량 아직도 우리가 우주에 대해 모르는 것이 많다. 암흑 물질 Black Matters 이라고 불리는 신비한 물질의 존재와 구성을 이해하는 것은 오늘날 과학자들이 직면하는 주요한 도전 중 하나이다. 암흑 물질이 무엇으로 구성되어 있는지에 대한 많은 이론들이 있지만, 우리는 여전히 암흑 물질의 본질을 이해하지 못하고 있다. 그런 것이 존재하는지 어떻게 알 수 있을까? 암흑 물질을 연구하는 가장 큰 어려움은 우리가 암흑 물질을 볼 수 없다는 것이다. 과학자들이 암흑 물질의 존재를 예측하기 위해 가정과 이론을 바탕으로 어떻게 관측 하는지 그리고 왜 암흑 물질이 이 우주 구석구석에 퍼져 있다고 생각하는지에 대해 알아본다. 우주의 구성, 단 5%만 알고 있다. 우리는 아직도 암흑 물질을 구성하고 있는 “입자” 어떤 것..

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