[물리화학] 양성자와 힉스입자

소개글

리포트 주제 : 양성자와 양성자가 왜 붙어있을까??

목차

1. 21세기 물리학의 방향을 결정하는 ‘힉스 입자’
2. 소립자 물리학의 발단이 된 러더퍼드의 실험
3. 채드윅의 중성자 발견으로
4. 당시는 관심 밖이었던 유카와 히데키의 획기적인 아이디어 ‘전자기력’이 아니라면 양성자와 중성자를 결합하고 있는 힘은 대체 무엇일까?
5. 겔만과 츠바이크가 제창한 최신 물리학이 생각하는 소립자 ‘쿼크’
6. ‘전자기력’‘약력’‘강력’‘중력’의 네 가지 힘이 자연계를 지배한다

본문내용

21세기 물리학의 방향을 결정하는 ‘힉스 입자’
20세기 초까지 물리학자는 원자가 가장 기본적인 입자이며, ‘중력’과 ‘전자기력’에 의하여 우주의 모든 현상이 지배되고 있다고 생각했다. 그러나 1911년 러더퍼드(E. Rutherford; 1871~1937)가 원자 안에서 원자핵을 발견한 후, 차츰 원자의 계층구조를 알게 되었다. 원자핵은 양성자(陽性子, proton)와 중성자(中性子, neutron)로 되어 있고, 양성자와 중성자는 또 쿼크(quark)라는 소립자(素粒子, elementary particle)로 되어 있다는 것을 알게 되었다.
달이 지구 주위를 돌고 있는 것도 높은 곳에서 물체가 떨어지는 것도 모두 ‘중력’이 작용하기 때문이다. 또 자석의 N극과 S극이 서로 잡아당기고, 전극의 플러스와 마이너스가 서로 잡아당기는 현상은 모두 ‘전자기력’의 작용에 의한 것으로 생각되고 있다. 이렇게 ‘중력’이나 ‘전자기력’은 일상 생활에서 쉽게 느낄 수 있다.
물체에 작용하는 힘에는 그밖에 또 무엇이 있을까? 현재의 물리학에서는 중력과 전자기력 외에 ‘강력(强力)’과 ‘약력(弱力)’이라는 힘이 있다고 보고 있다. 이 두 힘이 어떤 것인가를 상상할 수 있을까? 이 두 힘은 당연히 상상할 수 없다.물리학에서 생각하고 있는 ‘강력’과 ‘약력’은 원자핵의 내부에서, 원자핵의 크기 정도의 매우 짧은 거리에서만 작용하는 힘이다. 따라서 이 두 힘은 우리의 일상 생활에서는 느낄 수 없다.
현재의 물리학에서는 쿼크와 렙톤(경입자, lepton)이 가장 기본적인 입자이고 ‘전자기력’ ‘약력’‘강력’‘중력’의 네 힘이 자연계의 현상을 지배하고 있는 것으로 보고 있다. 그러나 물리학자는 현재의 이론이 궁극적인 것으로는 보고 있지 않다.
현재의 물리학에서는 중력은 ‘일반 상대성 이론’, 전자기력 은 ‘양자 전기 역학 이론’ 이라는 식으로, 네 힘을모두 다른 이론으로 설명하고 있다. 그러나 현재의 네 힘은 아직 해명되지 않은 하나의 힘이 다른 힘으로서 보이는 것으로, 각각의 힘 사이에는 무엇인가 관계가 있을 것으로 생각되고 있다.

참고 자료

월간뉴턴 http://www.lovescience.pe.kr/Themepark/particles/higgs.htm