힉스입자 포스팅 후기

힉스입자에 대한 포스팅이 엄청나게 뜨거운 반응을 얻었습니다.

처음으로 베스트 글이 되었거든요~^^   

많은 관심 감사드립니다.

   

그런데 설명이 부족해서 이해가 안 가는 부분이 많으셨나봅니다.

그래서 댓글로 받은 몇 가지 질문 내용을 따로 다뤄보려고 합니다.

   

1. 힉스입자와 그 이론은 실생활에 어떻게 응용하나?

   

   

2. 쉬운 물리학 개론서를 써 달라!

   

   

3. 왜 다른 입자들은 붕괴하지 않고 계속 존재하는데 힉스입자는 바로 사라지는가?

   

   

4. 양자수가 도대체 뭐고 페르미온이랑 보존은 왜 다른 성격을 가진 것인가?

   

http://todayhumor.com/?humorbest_646313

   

이런 질문과 요청들을 받았습니다.

우선 바로 답해드릴 수 있는 것들은 간단히 짚고 넘어가고

중요하게 다룰 내용인 3번과 4번 질문은 시리즈로 포스팅 하겠습니다.

   

1. 힉스입자의 응용!

   

앞으로 어떻게 응용될지는 모르지만 힉스입자 자체를 응용하려는 것은 아니라고 답을 드릴 수 있습니다. 과학에서는 이런 기본 입자들을 따로 응용하거나 하지 않습니다. 과학이 응용하는 것은 자연법칙이지요! 현재 우리의 생활을 편리하게 만들어주는 각종 전자기기는 전자기학과 양자역학의 법칙을 응용한 기술들입니다. 전자라는 입자를 응용하거나 그런 개념이 아니고 전자가 움직이는 자연법칙을 이해하고 그 법칙을 응용하는 것이지요!

   

힉스입자를 발견하면 그게 실생활에 도움이 되냐?

일반인들에게는 그것이 중요하다!

이렇게 생각하시는 분들이 계시는데요~

   

힉스입자의 발견이 힉스입자의 응용으로 이어지는 것은 아닙니다.

표준모델의 발전으로 이어지는 것이지요.

   

물리학의 법칙이나 이론을 응용하기 위해서는 그 법칙을 이해하고 있어야 합니다.

   

예를 들어, 물체의 운동에 대한 것을 관측하고 연구해서 뉴턴이 정리를 했죠

그 때 만들어진 운동법칙을 이용해서 여러 관측대상의 운동상태를 분석 할 수 있었고 이것을 응용해서 포탄의 탄착지점을 미리 계산하여 폭약을 조절하고, 초기 발사각도를 계산하는 것처럼 응용이 됩니다. 그렇게 시작해서 지금은 우주로 로켓을 날리는 데에도 뉴턴역학이 응용되고 있지요.

   

즉, 순수과학이 응용가능하게 되려면 아래와 같은 과정을 따라야 합니다.

   

a. 자연 현상을 관찰한다.

b. 관찰 한 데이터를 분석한다.

c. 규칙을 찾아낸다.

d. 규칙을 설명 할 수 있는 이론을 만든다

e. 이론을 입증하고 이해한다.

f. 이해한 이론과 지식들을 응용한다.

   

지금 힉스입자의 발견은 e에 해당하는 단계입니다.

   

뉴턴역학은 상대성이론을 만나 더욱 정밀해졌고

현대 물리학은 상대성 이론과 양자역학이라는 두 개의 커다란 기둥을 토대로 이루어져 있는데

물리학자들은 여기서 만족하지 않았습니다.

   

자연이 지니고 있는 이론이 여럿일 리가 없다!

여러 물리 이론들을 하나로 통일시켜야 한다!

   

네!! 물리학자들의 소원도 통일입니다.

우리~~의 소원은 통일~~

꿈에도 소원은 통일~~

   

그만할게요 ㅋㅋㅋ

암튼 자연을 설명하는 단 하나의 이론을 찾아내려는 노력중인데

이런 노력의 결과물이 바로 표준모델 이라는 이론입니다.

   

이 표준모델을 만들고 보니 자연을 잘 설명하긴 하는데...

이 이론이 진짜인지 가짜인지 입증하기 위해서는 이 이론이 가정하고 있는 내용들이 실제 우주에 존재한다는 것을 증명해야 하는 것이지요.

   

표준모델의 핵심 아이디어는

우주의 모든 것은 입자로 구성되어 있고

입자간의 상호작용으로 물리적 현상을 표현 할 수 있다

이것입니다.

   

그래서 어떤 입자들이 존재해야하는지 실험으로 관측하고, 수학적으로 예측하며 입자들의 존재를 하나하나 증명 하다 보니까 다른 기본입자들은 다 관찰이 돼서 증명이 됐는데...

이거 힉스입자란 놈이 발견이 안 되는 것입니다.~~

   

이놈만 찾으면 표준모델이 우리가 찾고 있는 단 하나의 법칙을 찾아가는 과정에서 크게 틀린 이론이 아니라는 것이 증명이 되는 것인데...

이론적으로 계산을 해 보니 이놈을 찾으려면 엄청나게 높은 에너지가 필요한 것입니다.

도저히 상상도 못 할 에너지를 한번에 폭발시켜야 간신히 만들 수 있는 놈이니까 처음에는 좌절했겠죠? 아마 우린 안 될 거야~ 이건 못 찾아~~ 이러면서...

   

그런데 그 때 포기했다면 지금 이런 성과가 없었겠죠?

아까도 말씀 드렸지만 물리학자들의 소원은 통일입니다.

한 두 명의 작은 소원이 아니고 전세계 물리학자들의 소원이지요.

즉, 세상을 쥐락펴락하시는 대단하신 박사님들도 단 하나의 이론을 찾는 것이 소원입니다.

이런 소망이 묻힐리가 없겠죠?

   

그래서 천문학적인 돈을 들여서 상상을 초월하는 실험실을 만들고 전세계에서 통일의 열망을 가진 수많은 과학자와 기술자가 모였습니다.

그리고 결국 찾아낸 것이지요.

힉스입자를.

좀 더 정확히 표현하면 힉스장으로 인한 힉스메커니즘의 존재를 증명 한 것입니다.

   

그래서 이제 표준모델이 꽤 잘 맞는 이론이라는 것이 입증 된 상태입니다.

   

이제 이것을 어떻게 실생활에 응용하냐고요?

우선 힉스 입자 자체에만 초점을 맞추면 이건 아무짝에도 쓸모 없습니다.

   

아까도 말씀드렸지만 우리는 전자라는 기본입자를 아주 잘 이해하고 있지만 얘를 단독적으로 응용하지는 않습니다. 전자로 인해 일어나는 전자기적 현상을 이해했기 때문에 전기를 만들고, 불을 밝히고 하는 것이지 전자라는 입자를 개별적으로 응용하는 것은 아닙니다.

   

즉, 지금은 과학계에서 꾸준히 발전시키고 있는 이론 중에 하나인 표준모델에 대한 데이터가 계속 모아지고 발전해가고 있는 단계입니다.

표준모델에 대해서 충분히 이해 한 다음에 어떤 방식으로 응용될 수 있을지는 아무도 정확히 예측이 불가능합니다.

양자역학이 한창 발전하던 당시에는 지금 여러 가전제품에서 널리 쓰이는 반도체라는 개념이 아얘 없었잖아요? 양자역학이 충분히 연구 된 다음에 이것을 꽤 잘 이해한 사람들이 응용분야를 연구 해서 반도체도 나오고, 신소재도 나오고... 그러고 있는 것이지요~

   

지금 꽤 많이 연구 된 다른 이론들도 어떤식으로 응용을 할 수 있는지 다 알지는 못합니다.

그러니까 이제 막 연구중인 표준모델도 어떻게 응용을 할 수 있겠다!! 하는 아이디어가 거의 없는 상태이지요.

왜냐하면 이 이론은 아직 응용가능 할 만큼 잘 이해되거나 알려진 상태가 아니고 연구중인 단계니까요! 즉, 미래에 언젠가는 표준모델이 충분히 이해가 되고 응용도 될 것입니다. 하지만 이 표준모델을 응용하기 위해서는 지금 당장은 어떻게 응용해야 할 지도 모르고 아무런 이득이 없는 이런 쓸데없어 보이는 노력들이 매우 중요하다는 것을 말씀 드리고 싶습니다.

   

지금 연구하면 언젠가 쓸 수 있지만

당장 이득이 없다고 연구를 하지 않으면

영원히 쓸 수 없으니까요

   

그러면 인류사회의 발전은 거기서 끝나는 것입니다.

   

전쟁을 막기 위해서 군대가 필요하듯

미래의 인류를 위해서 과학이 필요합니다.

   

그러니 지금 당장 응용도 못하는 연구 왜 하는 거냐며 과학자들의 노고를 매도하지 않으셨으면 좋겠습니다. 당장 응용분야가 없더라도 꽤 중요하다는 것을 알아주시기 바랍니다.

   

실생활에 당장 도움이 되는 것들만 중요한 것이 아니라는 말씀을 드리고 싶습니다.

   

   

   

2. 쉬운 물리학 개론서를 써 달라!!

   

이건 저도 지금 꾸준히 노력중입니다.

저도 공부를 하면서 이런 것들을 느꼈습니다.

   

좀 더 자세히 써 두면 이해 할 수 있는 사람이 훨씬 많을텐데 왜 이렇게 띄엄띄엄 책을 써서 책 한 권 가지고는 공부를 할 수 없는 것인지...

   

개념 하나 이해하려면 전공책은 물론이고 도서관에서 관련 서적을 수도 없이 찾아보고, 인터넷을 뒤지고... 갖은 노력을 해야 이해를 할까 말까 하도록 되어있는데...

이렇게 힘들게 이해한 내용을 다른사람들에게 설명 해 주면 그 사람들은 또 금방 이해를 하는 것입니다.

   

처음에는 이런 것이 억울했는데 다시 생각해보니

내가 이해한 내용을 지금 내가 참고했던 책보다 더 쉽게 표현 할 수 있다면

이것은 진짜 훌륭한 학습 자료가 되겠구나!

이런 생각이 들더라고요

   

공부하기 쉽게 자료가 정리되어 있으면 이것이 곧 우리나라 과학발전에 도움이 되는 것인데...

대한민국의 과학발전!!

분명 엄청나게 거창하고 멋지고 훌륭한 일인데 제가 할 수 있는 일이더군요.

   

그래서 이 사실을 깨달은 대학교 2학년 2학기 시절!

그 때부터 저는 모든 전공과목 레포트를 컴퓨터에 저장했습니다.

   

그래서 지금 저는 대학교 학부시절 풀었던 모든 연습문제와 풀이과정을 파일로 가지고 있고, 이 자료들을 토대로 물리를 공부하고자 하는 사람들이 더 쉽게 더 빠르게 공부 할 수 있는 컨텐츠를 만들고 있습니다.

이해하기 쉽게 자세히 설명하다보니 대부분의 글이 매우 길다는 단점이 있지만.... 이 정도도 읽을 의지가 없으면 공부 할 마음이 없는거라고 생각합니다.

   

암튼 제가 가장 좋아하는 댓글은

이거 책에서 볼 때는 어려웠는데 쉽게 설명 해 주셔서 이해가 됐어요~

이런 내용입니다!!

   

반면 엄청 안타까워하는 댓글도 있는데요~

제 글의 댓글에

여전히 어렵네요 ㅜ.ㅜ

이런 댓글이 달릴 때마다

저는 엄청나게 고민합니다.

   

어떻게 표현하면 더 쉽게 이해가 갈까?

이런 고민...

   

이런 고민을 하다 보면 문득문득 스스로도 감탄할만한 비유들이 생각이 나곤 하는데 이런 아이디어들이 모이고 모이다 보면 제가 알고 있는 내용을 누구나 이해 할 수 있도록 설명 할 수 있는 날이 분명히 올 것이라고 생각합니다.

   

제가 이 블로그와 홍익지식 프로젝트 홈페이지에 올리는 내용은 거의 대부분 전공자들을 위한 내용이겠지만 힉스입자처럼 일반인들도 흥미있어하는 과학 컨텐츠는 최대한 수식없이 비전문적인 표현을 이용해서 이해하기 쉽도록 컨텐츠를 만들 것입니다.

   

이 블로그에 글을 쓰면서 제가 알고 있던 정보들이 정리 되면 될 수록 더 쉽게 이해 가는 글들을 쓸 수 있을 것이라고 생각합니다.

그러니 잘 지켜봐 주세요~^^

   

   

3번과 4번은 따로 다룰만한 가치가 있는 내용이라 곧 따로 포스팅을 올리겠습니다.

   

3. 왜 다른 입자들은 붕괴하지 않고 계속 존재하는데 힉스입자는 바로 사라지는가?

4. 양자수가 도대체 뭐고 페르미온이랑 보존은 왜 다른 성격을 가진 것인가?

   

그럼 다음 포스팅으로 뵙겠습니다~^^

   

감사합니다.