물질에 관한 질문
리사 랜들의 ‘Knocking on Heaven’s Door’를 읽다가 조금 뜬금없는 질문이 떠올라 들고 왔습니다.
힉스장에 대한 설명 부분인데, 번역문과 원문 모두 가져와보겠습니다.
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힉스 메커니즘의 일부인 힉스 장과, 실제 입자인 힉스 보손 사이의 관계는 미묘하지만, 전자기장과 광자 사이의 관계와 매우 비슷하다. 자석을 냉장고 가까이 가져가면 실제 물리적인 광자가 나오지 않더라도 고전적인 자기장을 느낄 수 있다. 양자 효과 없이도 존재하는, 고전적인 힉스 장은 공간을 통해 퍼지고, 입자의 질량에 영향을 주는 0이 아닌 값을 가질 수 있다. 그런데 이 값은 공간에 실제 입자가 없을 때도 역시 존재할 수 있다.
그러나 뭔가가 장을 자극하면, 즉 약간의 에너지를 주면 그 에너지는 장의 파동을 만들 수 있고 따라서 입자를 생성한다. 전자기장의 경우, 생성되는 입자는 광자이다. 힉스 장의 경우 그 입자는 힉스 보손이다.
The relationship between the Higgs field, which is part of the Higgs mechanism, and the Higgs boson, which is an actual particle, is subtle—but is very similar to the relationship between an electromagnetic field and a photon. You can feel the effects of a classical magnetic field when you hold a magnet close to your refrigerator, even though no actual physical photons are being produced. A classical Higgs field—a field that exists even in the absence of quantum effects—spreads throughout space and can take a nonzero value that influences particle masses. But that nonzero value for the field can also exist even when space contains no actual particles.
However, if something were to “tickle” the field—that is, add a little energy—that energy could create fluctuations in the field that lead to particle production. In the case of an electromagnetic field, the particle that would be produced is the photon. In the case of the Higgs field, the particle is the Higgs boson.
=> 이 부분을 읽으면서 갑자기 물질과 에너지의 관계도 이와 비슷한건가?? 하는 생각이 들었습니다. 에너지장에 어떤 흔들림이 생겨서 응축된(condensed??) 결과물로 나타난 것이 입자(물질)인건가??? 하는 생각이 들어서 이것이 말이 되는지 여쭤보고 싶어서 왔습니다. 물질과 에너지의 관계가 궁금하다보니 이런 생각을 하게 됩니다.
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중요하면서도 어려운 문제를 질문하셨네요. <장회익의 자연철학 강의>에도 물고기와 물 우화라는 제목으로 관련된 이야기가 있습니다.
비교적 이해하기 쉽고 명료한 설명으로 minutephysics의l Higgs boson 강연이 있습니다.
Part I: https://www.youtube.com/embed/9Uh5mTxRQcg" width="560" height="315" frameborder="0" webkitallowfullscreen mozallowfullscreen allowfullscreen>" target="_blank" rel="noopener">
Part II: https://www.youtube.com/embed/ASRpIym_jFM" width="560" height="315" frameborder="0" webkitallowfullscreen mozallowfullscreen allowfullscreen>" target="_blank" rel="noopener">
Part III: https://www.youtube.com/embed/6guXMfg88Z8" width="560" height="315" frameborder="0" webkitallowfullscreen mozallowfullscreen allowfullscreen>" target="_blank" rel="noopener">
더 정확하고 상세한 설명으로는 영국 왕립연구소에서 케임브리지 대학의 데이비드 통이 한 강연이 좋습니다.
https://www.youtube.com/embed/zNVQfWC_evg" width="560" height="315" frameborder="0" webkitallowfullscreen mozallowfullscreen allowfullscreen>" target="_blank" rel="noopener"> Quantum Fields: The Real Building Blocks of the Universe - with David Tong
올리신 왕립연구소 강연이 패러데이도 했다는 그 유명한 대중강연인가요? 이론 물리학자라 화려한 쇼는 없겠군요.^^
이전에 제가 올린 글 “물리학자들이 생각하는 입자( https://bit.ly/41gqosq)의 두 번째 항목이 바로 ‘양자마당의 들뜬 상태’입니다.
<양자역학을 어떻게 이해할까?> 강독모임에서도 7장쯤에서 이에 대한 상세한 이야기가 나올 것 같습니다.
감사합니다. 밖이라 동영상을 볼 수는 없지만 글을 읽을 수 있겠네요.
앗, 감사합니다. ‘자연철학 강의’에도 있었군요. 책을 한 번 더 차근히 읽어야할 이유가 하나 더 생겼네요. 동영상 링크 감사드립니다. 다 이해는 못하겠지만 감사히 보겠습니다.^^
맨 마지막 영국 왕립연구소의 1시간짜리 영상(데이비드 통 교수) 봤습니다. 패러데이가 섰던 그 강연회 맞네요.^^ 정말 재밌는 강연 소개해 주셔서 감사합니다. 양자장 이론이 discrete한 양자와 continuous한 field를 연결시킨 개념이라는 설명 재밌게 잘 들었습니다. 막연히 입자-파동 이중성이라는 애매한 개념보다 훨씬 더 좋은 설명을 들을 수 있어 감개무량하네요. 입자물리학의 최전선의 이야기와 더불어 최신 인플레이션 우주론, 그리고 현재 물리학의 당면 과제가 무엇인지까지 어렵지 않게 설명해주는 명강의네요. 다시 한 번 깊이 감사드립니다. 알려주신 다른 링크들도 하나씩 보겠습니다. 그런데 제가 이미 제일 재밌는 영상 봐버린 것 같은 느낌적 느낌!
이렇게 유익한 강연 영상과 자료를 항상 업데이트 해주시는 고정 페이지가 하나 있으면 좋겠습니다. 혹은 social media라던지. 오늘 본 영상은 정말 정말 좋네요!!!