양자 이론에 관한 수필(비교)

 r27 vs r28
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 >>전자에 대해 알아보면 전자는 원자를 도는, 경입자 중에서도 가장 가벼운 입자로, 전하가 [math(-1)]이다. 스핀은 [math(\dfrac {1}{2})]. 전자는 매우 빠르게 움직이며 원자 안에서도 마찬가지이고, 확률 분포 구름으로 나타내어진다. 흔히 보이는 태양계형 모형과 달리 존재할 확률이 높은 곳을 더 진하게 색칠하는 것이다. 여기에서 오비탈의 개념도 나오는데, 다루지는 않겠다. 전자는 이외에도 '전자총'이라 하여 전자를 쏘아서 소립자의 다양한 성질을 밝혀내는 데에 많이 사용되기도 한다. 대표적인 것이 후술할 입자-파동 이중성.
 >>아무튼 그래서 진공에 강한 전류를 흘러보내면 음극선, 즉 전자의 이동이 관찰된다. 전류가 전자의 이동이란 말이다. 전선의 자유전자들이 움직이는 것이 전류이며, 전류가 강하면 많은 입자들, 전압이 높으면 전자들의 높은 운동에너지, 저항이 높으면 더 높은 운동에너지 손실을 의미한다.
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->>그다음엔 뮤온에 대해 알아보자. 뮤온은 전자보다 약 [math(200)]배가량 무거운 입자로, 지구의 대기에서 수없이 많이 떨어지지만, 상호작용을 거의 하지 않는다. 그래서 검출하기 어려운 입자 중 하나이다. 그러나 물질의 양이 믾으면 검출이 가능하긴 하여 건물 내부 투시에 사용되기도 한다. 한편 상대성 이론에 많이 나오는 예시이다. 경입자 [math(2)]세대인지라 경입자 1세대인 전자로 붕괴하는데 그 수명이 매우 짧다. 대략 [math(2\rm μs)] 정도. 뮤온은 빠르다. 속력이 무려 시속 수천만 킬로미터. 그러나 이렇게 빠르다고 해도 생성된 직후 이동할 수 있는 거리는 겨우 수백 미터뿐이다. 당연히 이정도로는 지표면 근처에도 못 가지만 지표면에서 검출된다. 이는 관찰자 입장에서는 뮤온의 시간 지연, 뮤온의 입장에서는 지표면까지 거리의 길이 수축으로 설명 가능하다.
+>>그다음엔 뮤온에 대해 알아보자. 뮤온은 전자보다 약 [math(200)]배가량 무거운 입자로, 지구의 대기에서 수없이 많이 떨어지지만, 상호작용을 거의 하지 않는다. 그래서 검출하기 어려운 입자 중 하나이다. 그러나 물질의 양이 믾으면 검출이 가능하긴 하여 건물 내부 투시에 사용되기도 한다. 한편 상대성 이론에 많이 나오는 예시이다. 경입자 [math(2)]세대인지라 전자 + 전자 반중성미자 + 뮤온 중성미자로 붕괴하는데 그 수명이 매우 짧다. 대략 [math(2\rm μs)] 정도. 뮤온은 빠르다. 속력이 무려 시속 수천만 킬로미터. 그러나 이렇게 빠르다고 해도 생성된 직후 이동할 수 있는 거리는 겨우 수백 미터뿐이다. 당연히 이정도로는 지표면 근처에도 못 가지만 지표면에서 검출된다. 이는 관찰자 입장에서는 뮤온의 시간 지연, 뮤온의 입장에서는 지표면까지 거리의 길이 수축으로 설명 가능하다.
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 >>다음은 타우온이다. 타우온은 경입자 [math(3)]세대로, 가장 무겁다. 그래서 곧 뮤온으로 붕괴해 버린다.
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 >>중성미자는 오직 약력과 중력에만 반응하는 입자이다.
 >이렇게 경입자의 종류에 대해 알아보았다. 다음은 쿼크에 대해 알아볼 차례이다. 쿼크라는 단어는 <페네간의 경야>의 단어에서 왔으며, 바리온을 구성하는 입자들이다. 특아하게도 독립적으로는 존재하지 뭇하며, 바리온으로 뭉칠 경우 '색전하'에 의한 강력으로 묶이게 된다. 색전하에는 빨강, 초록, 파랑이 있으며, 이들은 단지 구분을 위해 붙여진 이름이다. 이들에 따라 '글루온'이라는 보손에 의해 묶여버리게 되는데, 글루온에 대해서는 나중에 자세히 알아보고, 아무튼 쿼크에는 [위 쿼크, 아래 쿼크], [맵시 쿼크, 기묘 쿼크], [꼭대기 쿼크, 바닥 쿼크]가 있다. 여기서 대괄호로 묶은 것은 세대에 따른 것이다. 순서대로 [math(1)]세대, [math(2)]세대, [math(3)]세대이다. 그럼 각 쿼크에 대해 알아보도록 하자.
->>위 쿼크(업 쿼크)는 전하량이 [math(+\dfrac {2}{3})]이다. 양성자에 [math(2)]개, 중성자에 [math(1)]개 들어있다. 쿼크 중 1세대이며, 이전에는 양성자와 중성자가 전자와 함께 세상의 모든 것을 구성한다고 생각했었던 만큼 아래 쿼크와 함께 맨 처음으로 존재 가능성 제기 및 발견된 쿼크이다.
+>>위 쿼크(업 쿼크, Up Quark)는 전하량이 [math(+\dfrac {2}{3})]이다. 양성자에 [math(2)]개, 중성자에 [math(1)]개 들어있다. 쿼크 중 1세대이며, 이전에는 양성자와 중성자가 전자와 함께 세상의 모든 것을 구성한다고 생각했었던 만큼 아래 쿼크와 함께 맨 처음으로 존재 가능성 제기 및 발견된 쿼크이다.
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->>아래 쿼크(다운 쿼크)는 전하량이 [math(-\dfrac {1}{2})]이다. 양성자에 [math(1)]개, 중성자에 [math(2)]개 들어 있다. 따라서 위 쿼크의 전하량과 균형을 이루어 양성자의 전하량은 [math(+1)], 중성자의 전하량은 [math(0)]이 될 수 있는 것이다.
+>>아래 쿼크(다운 쿼크,  Down Quark)는 전하량이 [math(-\dfrac {1}{2})]이다. 양성자에 [math(1)]개, 중성자에 [math(2)]개 들어 있다. 따라서 위 쿼크의 전하량과 균형을 이루어 양성자의 전하량은 [math(+1)], 중성자의 전하량은 [math(0)]이 될 수 있는 것이다.
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+>>맵시 쿼크(참 쿼크, Charm Quark)는 전하량이 위 쿼크와 동일하게 [math(+\dfrac {2}{3})]이다.
 =# 양자 이론의 역사 #=
 고대 그리스의 철학자들은 이 세상을 이루는 근본을 찾기 위해 노력하고, 엠페도클레스와 아리스토텔레스는 4원소설을 제시하였다. 4원소설은 만물은 흙, 공기, 불, 물 이 네 가지 원소들로 이루어져 있다는 것이다. 이는 아리스토텔레스가 더욱 발전시켰는데, 이 4원소들의 특징에 더움과 추움, 습함과 건조함, 이 네 성질들이 있고,각 원소는 이 성질 중 두 개씩 가져 이루어진다는 것이다.