저자 - 개빈 헤스케스
역자 - 배지은
출판사 - 반니
쪽수 - 352쪽
가격 - 20,000원 (정가)
쿼크와 중성미자,
힉스 보손 그리고 암흑물질까지
입자의 세계로 떠나는
탐험가를 위한 탁월한 안내서!
원자, 전자, 쿼크...... 이러한 기본 입자들은 물질의 가장 작은 조각이고, 우리를 포함한 세상은 바로 이 기본 입자로 만들어졌다. 입자는 태양과 우리 은하 그리고 내 몸을 이루는 구성 성분이며 우주가 탄생한 후 대부분의 시간 동안 존재해왔던 것이기도 하다.
[입자 동물원]은 이런 입자들에 관한 책이다. 입자는 무엇인지, 어떻게 행동하는지 그리고 어떤 원리로 움직이는지에 대한 설명을 담고 있다. 동시에 이 입자들은 어디에서 왔으며 모든 것은 어떻게 시작되었는지 그리고 그 끝은 어떻게 될 것인지를 탐구하는 책이기도 하다. 쿼크와 렙톤, 보손 등의 물질과 이러한 물질을 연구하기 위해 벌어진 역사상 가장 거대한 실험에 관한 이야기들도 흥미롭게 펼쳐진다. 유럽원자핵공동연구소(CERN)의 연구원이자 여러 방송에서 과학 대중화를 위해 활발하게 활동하는 저자는 입자물리 연구의 최전선에서 일어나는 일들을 생생하고 친절하게 독자에게 전한다.
일상의 비유를 통해 복잡한 물리를 이해할 수 있는 개념으로 바꾸어놓은 책
물리학을 접해보고자 하는 사람들은 시작부터 난관에 부딪히게 된다. 복잡한 수식과 난해한 개념 때문이다. 특히나 입자물리는 눈으로는 볼 수 없는 작은 입자들의 세계를 다루고 있기 때문에 더욱 이해하기 어렵다. 게다가 입자들의 행동은 이 우주 안의 어떤 것과도 비슷하지 않으며, 우리가 일상생활에서 만나는 것들과 완전히 다르게 움직인다.
이런 내용을 제대로 이해하려면 수학을 배워야 하지만, 저자는 입자에 관한 굵직굵직한 아이디어와 흥미로운 개념들을 어려운 수식을 빌리지 않고도 이해할 수 있도록 일상생활의 언어로 설명한다. 우리 주위에서 흔히 볼 수 있는 것들에 입자를 비유해 독자들이 입자들의 세상에 좀 더 쉽게 다가갈 수 있도록 도와주기 때문이다. 예를 들어 빛알이 어떻게 힘을 전달하는지 설명하기 위해 각자 스케이트보드 위에 올라선 두 사람이 마주 본 채 공과 부메랑을 주고받는 상황에 빗대거나, 양자역학의 경로 적분과 숨은 변수 이론을 설명하기 위해 집에서 회사까지 출근하는 다양한 경로들을 예로 든다. 약력과 베타붕괴를 설명할 때는 텔레비전 할인 판매의 경우를 활용함으로써 복잡한 방정식이 없어도 입자에 관한 핵심적인 개념들을 이해할 수 있게 해준다.
입자물리에 관한 역사상 가장 거대한 실험들을 만나다
이 책에서 또 하나 돋보이는 점은 입자 실험들의 흥미로운 뒷이야기를 들을 수 있다는 것이다. 원자핵을 발견한 러더퍼드의 금박 실험처럼 널리 알려진 에피소드부터, 입자들의 흔적을 발견하게 해준 찰스 윌슨의 구름상자 실험, 우주선(cosmic ray)을 발견하기 위한 과학자들의 다양한 실험 등 역사적으로 의미 있는 실험들을 생생하게 만날 수 있다. 또한 오늘날 진행 중인 입자물리에 관한 크고 작은 실험들도 자세하게 소개되어 있다. 그중에서도 스위스 유럽원자핵공동연구소(CERN)에 있는 거대 강입자 충돌기(LHC)에 관한 세세한 묘사, 2012년 세계를 놀라게 한 힉스 보손 발견 당시의 현장 스케치와 LHC를 이용한 ‘입자 사냥’에 관한 이야기들은 모험영화를 보는 듯 흥미진진하다. CERN의 연구원으로 ATLAS 등 여러 굵직한 연구에 활발하게 참여하고 있는 저자의 이력이 빛을 발하는 대목이다.
가장 작은 것들이 가져다줄 커다란 미래에 관한 이야기
20세기에 우리는 물리학의 근본이 흔들리는 것을 목격했고, 이것이 기술에서의 혁명과 우리 삶의 변화로 이어지는 것을 확인했다. 양자역학이 반도체와 디지털 혁명의 핵심적 역할을 수행했던 것처럼, 힉스 보손도 언젠가 우리의 생활을 획기적으로 바꾸는 역할을 할지 모른다.
하지만 저자가 들려주고자 하는 것은 단지 물리학의 발전이 눈앞의 실용적 이익을 가져다준다는 이야기가 아니다. 입자물리학은 근본적으로 세상에서 가장 작은 기본 입자들을 연구함으로써 우주를 이해하려는 시도다. 이 책은 힉스 보손보다 훨씬 더 의미 있는 무언가가, 우주 전체와 우리가 몸담고 있는 이 세계에 대한 우리의 생각 자체를 완전히 뒤바꿔버릴 만한 발견이 우리 앞에 다가와 있는지도 모른다는 사실을 독자들에게 알리고자 한다. 물리학에 매혹되어 자신의 인생을 무한히 작은 것들을 연구하는 데 바친 연구자들이 오늘도 크고 작은 실험실에서 머리를 맞대고 완전히 새로운 무언가를 발견하기 위해 온 신경을 집중하고 있을 것이다. 그리고 새로운 데이터, 새로운 측정으로 우주에 대한 이해를 더욱 발전시켜 미래에 어떤 방향으로 나아가야 하는지, 근본적으로 우리가 어디서 왔는지를 탐색할 것이다. 그러므로 이 책은 가장 작은 세상에 관한 이야기인 동시에 가장 커다란 세상에 관한 이야기다.
목 차
저자의 노트와 감사의 말 7
- 입자물리의 표준모형 10
1장 실체의 기본 성질 13
2장 입자 동물원에 들어가다 29
3장 물질의 중심으로 61
4장 검출되지 않는 쿼크 95
5장 힘이 약하다 121
6장 힉스 보손 143
7장 가장 거대한 실험 173
8장 중성미자에게도 볕 들 날이 있다 211
9장 어둠 속으로 243
10장 변화는 여기에서 시작된다 271
11장 아름다움을 찾아서 295
12장 새로운 물리학 321
- 역자 후기 328
- 부록1 수 표기법 설명 333
- 부록2 표준모형의 대칭들 335
- 부록3 용어 사전 339
- 찾아보기 346
재밌겠네요 힉스입자는 다큐로 좀 본거밖에 없는데 책으로 볼때가 됐네요 제일 흥미로운건 표준모델 표가 흥미로워요
반니의 대중물리관련 책들을 몇 권 사 보니까 친절하지 않고 어려운 책들이 꽤 많은 반면에, 이런 제목처럼 왠지 쉽게 접근할 것 같은 인상이 있는 책들도 많더라고요. 좀 가볍게 설명할 성 싶은 제목의 책들은 안 사보긴 하지만... 어쨌든 대중물리 도서는 수식 다 빠지고 비유만 가지고 설명하며 변죽만 울리다 끝날 수 밖에 없는 한계 때문인지, 책의 난이도는 부차문제고 뜬구름 잡는 느낌때문에 너무 답답하더군요. 몇 권 보고 치울게 아니라면 위에 책소개에 되어 있듯이 제대로 된 이해를 위해 수학부터 다시 시작할 수 밖에 없는, 취미 아닌 취미가 되어버릴 공산이 있는 것 같아요. 그래봤자 일반인의 관심 정도로는 어차피 학술적 이해에 도달하기 어렵다는 이야기를 하는 물리학자들이 많지만서도...
더블오?