이 책은 본인의 힉스입자블로그 포스트(https://blog.naver.com/sryul_ro)에 실제 올라온 댓글을 원형 그대로 유지하여 편집한 것이다. 일반 독자들을 대상으로 한 “현대물리와 힉스입자”를 전자책으로 내고 그것을 블로그에 게시를 한 후 많은 질문이 올라왔다. 기발하고 좋은 질문도 있었고 기묘하게 답변자를 난처하게 하는 질문도 있었으며 터무니없는 질문도 있었지만 나름대로 성실하게 답변하다가 보니 다른 사림들에게도 많은 도움이 될 것으로 생각되어 이 내용을 책으로 펴내게 되었다.
그런데, 한국 사람들은 학생들도 마찬가지이고 질문을 잘하지 않는다. 혹시 자기만 잘 모르고 있는 게 아닌가? 그래서 다른 사람들에게 웃음거리가 되지 않을까 하는 생각 때문이 아닐까 생각된다. 이는 필자가 예전에 그랬기 때문에 하는 말인지도 모른다. 한국에서 대학 다닐 때까지만 해도 그랬는데 미국에서 학위를 하면서 그리고 외국의 큰 공동연구진들에서 외국사람들과 이십여 년간 연구하다가 보니 차츰 바뀐 것으로 생각된다. 그전에는 세미나나 강연에서도 한 두시간 지나면서부터는 집중이 잘 안 되고 빨리 끝났으면 하는 생각이 든 것이 한두 번이 아니었다. 그러나 언제부터인가 커피를 한잔 마시면서 중요한 대목마다 의문 나는 것을 질문하고 토론을 함으로써 세미나가 아주 즐거워졌다.
질문을 하면 강의나 세미나에 집중을 잘 할 수가 있고 활발한 토론으로 이어질 수가 있으며 무엇보다 좋은 아이디어를 얻을 수 있다. 좋은 아이디어는 다른 사람들과의 상호작용으로부터 얻어진다. 그저 잔잔한 수면에 열역학제2법칙이 그러하듯이 다른 아무런 변화가 없이 저절로 물결이 일지는 않는다. 어떠한 질문도 그 나름대로 가치가 있다. 이런 포스트에서는 서슴없이 자신의 의견과 질문을 할 수 있을 것이니 앞으로도 많은 질문과 토론을 할 수 있다면 일상생활에서 부딪히는 궁금증에서부터 현대물리 나아가 현대과학에 대한 이해를 크게 높일 수 있을 것으로 생각된다. 더구나 이 책에는 독자들이 직접 부딪히는 궁금한 것들에 관한 질문과 답변이 수록되어있어 독자들의 과학에 대한 이해를 한 단계 더 높여 줄 것으로 기대된다. 또한 300여 개의 질문과 답변에서 궁금한 것들을 Q&A 형식으로 내용목록에서 찾아볼 수도 있을 것이다.

질문을 잘하는 사람이 진정한 실력자가 될 수가 있다!!
어떠한 질문도 그 나름대로 가치가 있다!!!
좋은 질문은 노벨상으로까지 이어질 수가 있다!!.

제주에서 저자로부터, 2022.3.27

[문001] 물질파와 전자기파 [답001] 역학파와 물질파
[문002] 종이책 출간 [답002] 구체적인 계획은 없습니다.
[문003] 초고에너지의 입자와 충돌 [답003] 여러 입자로 쪼개지지는 않아요
[문004] 충돌하면 금속재질에 어떤 영향 [답004] 지속적으로 노출이 되면 금속덩어리도 큰 손상
[문005] 근원적입자가 암흑에너지로 가능? [답005] 우주 초기의 상태를 재연해 암흑에너지를 얻을 수도
[문006] 전자회로에 피해가 크다는 내용뿐 [답006] 쇠도 부식이되고 종국에는 삭아 없어지게 되는 거죠
[문007] 한 종류의 근원적입자만의 물질 [답007] 양성자 같은 안정된 헤드론이 생겨날 수가 없어요
[문008] 그런 근원적입자가 없는 이유 [답008] 그건 어디까지나 생각이고 과학도 아니죠
[문009] 근원적입자가 다른 입자로 치환 [답009] 근원적입자가 충돌로 붕괴하는 것으로 파악
[문010] 다른 입자와 충돌을 하면 붕괴 [답010] 충돌하여 서로 산란되는 것이 그 주된 과정
[문011] 위의 답변과는 좀 다른 내용 [답011] “자체적으로 붕괴하는 경우”를 포함
[문012] 절반으로 쪼개지는게 아니라
[문013] 물질파에서도 장의 진동이 [답012-답013] 장의 실체는 바로 미세한 입자들입니다
[문014] 개념에 대한 부분이 이해되었습 [답014] 서슴치말고 질문을 하도록해요
[문015] 자발적으로 변화가 생길 가능성 [답015] 양성자는 자발적으로는 10^31년 동안 붕괴하지 않는
[문016] u쿼크 붕괴로 인한 양성자 붕괴 [답016] 보존법칙 때문에 달리 [답016]재밌는 질문인거같아
[문017] 양성자 내부에서 생겨났다가 소멸 [답017] 양성자의 수명에는 전혀 영항이 없습니다
[문018] 과학적인 근거없이 궁금한거여서 [답018] 이 외에도 조금이라도 궁금한 젓
[문019] 자세하고 친절한 답변주셔서 [답019] 순간적으로 생겨났다가 사라지는 쿼크와는 다릅니다
[문020] 핵자간에 글루온을 주고받지는 [답020] 이것을 강력의 파생력이라고 이 책에서 이름하였습
[문021] 핵자의 쿼크들끼리 글루온을 주고 [답021] 그렇습니다.
[문022] 어떻게 밝혀내는것인지 궁금합니 [답022] 우리는 모든 정보를 이런 입자들을 통해서
[문023] 강력을 매개할것이라고 추측하는 [답023] 수많은 실힘을 통하여 글루온이 강력을 매개함이
[문024] 결과만으로 과정을 추측하고 [답024] 실제 일어난 것과 똑같은 과정을 재구성할 수가 있
[문025] 여러 자료들을 통해 해석되는 [답025] 부인할 수 없는 증거를 가지고 통계적인 확실성
[문026] 검출기가 비디오처럼 데이터로 저 [답026] 마치 눈위에 남겨진 발자국으로 그 행적을 알 수 있
[문027] 부산대에서 지원하는 ‘소립자의 [답027] 한국에는 정통적인 입자물리학 전공자가 많지가 않아
[문028] 물리학자들도 대단하지만 기술력 [답028] 예를 들면 실리콘센서를 내장한 1억개나 되는 픽셀
[문029] 빔파이프 내부에서 붕괴되는 경우 [답029] 수명이 아주 짧아서 힉스입자는 10^(-25)초
[문030] 완전히 에너지형태로 입자가 붕괴 [답030] 에너지의 본질은 빛입니다
[문031] 쿼크가 가진 에너지는 무엇인지 [답031] 흔히 얘기하는 열에너지 같은 것이 아니고
[문032] 우주가 순수한 에너지의 응축상태 [답032] 책을 읽고 어느 정도 개념적인 체계가 갖춰 졌을 때
[문033] 핵자간에 파이온을 주고받는다면 [답033] 쿼크들 사이에는 파이온이 아닌 글루온을 주고받아요
[문034] 양성자 하나로 검출이 되는건지 [답034] 강입자로 즉 하나의 양성자로 검출이 됩니다
[문035] valance입자가 sea입자가 될수없 [답035] 양성자를 영구적으로 구성하고 있는 valance 쿼크
[문036] 내부구조를 갖는 모든입자의 경우 [답036] 그 외 내부 구조를 갖는 다른 입자는 없어요
[문037] 쿼크의 내부구조가 존재할 가능성 [답037] 쿼크가 구조가 있다는 증좌는 없어요
[문038] 여러개의 입자쌍끼리도 바꿔치기 [답038] 그렇죠. 같은 쌍이 아니면 다른 쌍둥이나 같죠
[문039] 같이 생성된 입자여야만 쌍소멸이 [답039] 광자(쌍이 아니고)가 전자-양전자 쌍을 만들고
[문040] valance쿼크가 sea쿼크로 변할수 [답040] 이들이 서로 가변적이 아니라는 것은 상식적인 것
[문041] 커뮤니티에서 이 얘기를 한적 [답041] HERA실험에서 양성자의 내부구조를 밝힌 것
[문042] u valance 쿼크가 u sea쿼크로 [문043] valance 쿼크와 sea 쿼크들 사이의 가변성은 실험으
[문043] 보즈-아인슈타인 응집물은 특정 [답043] 보즈개스인 경우에만 될 수가 있죠
[문044] 원자자체에 변화가 생기는것은 아 [답044] 초전도 현상과 같이 원자배열에 변화가 생기는 것도
[문045] 원자의 종류가 바뀌거나 원자가 [답045] 원자들의 전자를 잃을 수는 있으나 원자핵은
[문046] 원자핵에 변화가 생기려면 최소 [답046] 수소원자간의 충돌로 핵융합이 일어나는 것은 아녜요
[문047] 안쪽껍질의 전자가 떨어져나갈수 [답047] 플라즈마상태 같이 아주 높은 온도에서는 원자가
[문048] 진동이 우리 눈에 입자로 보이는 [답048] 입자를 장의 개념으로 기술한다는 것일 뿐
[문049] 물질과 입자들이 물리적 실체가 [답049] 사라질 수는 있으나 생겨나 존재하고 있는 동안은
[문050] 유사과학을 지지하는 사람들이 [답050] 입자를 그렇게 추상적으로 생각하면 안되요
[문051] 힉스장과 계속해서 상호작용을 [답051] 입자의 질량은 연속적인 것이 아니고 불연속적으로
[문052] 입자라는게 양자화된 장의 들뜸 [답052] 장에 대해 너무 추상적으로 말들을 하다보니 혼동이
[문053] 인플레이션 이론에서 말하는 인플 [답053] 인플라톤으로 설명할 수 있는지조차도 알수가 없어요
[문054] 중력에너지에 의한 질량이 인플라 [답054] 인플라톤이 꼭 질량이 있다고 할 수는 없으므로
[문055] 절대영도의 환경이 실제로 존재 [답055] 수학적으로 정의가 되고 실험적으로 정의가 될 수 없
[문056] 소수의 입자에게로 내부에너지가
[문057] 계가 평형상태이도록 하는 미시 [답056-답057] 어떤 특정한 입자의 내부에너지가 커질 수도
[문058] 절대영도의 환경이라면가능할것같 [답058] 이것은 확률 통계적 문제이니까요.
[문059] 불가능한것이었네요. 정말 감사합 [답059] 완벽한 진공이란 가능하지 않아요.
[문060] 금속결합물질의 모든 입자가 바닥 [답060] 금속원자인데 이들은 정상적으로는 모두 바닥상태에
[문061] 정상적으로라는것이 정상상태를 [답061] 그렇습니다.
[문062] 최소의 에너지를 갖도록 전자배열 [답062] 전자들이 더 높은 에너지 상태에 있게 되는데
[문063] 매개입자를 주고받는게 내부에너지[답063] 매개입자들이 가지고 나가는 에너지는 그때마다 다
[문064] 바닥상태의 입자끼리 매개입자를 [답064] 근원적입자들에 대해서는 바닥상태란 말이 적절치 않
[문065] 원자의 경우 더욱 많은 매개입자 [답065] 원자들은 비교적 원거리에서의 상호작용이므로
[문066] 내부에너지가 특정원자에 집중될 [답066] 내적인 상호작용에 의해 에너지가 집중되지는 않아요
[문067] 금속원자인것을 특정해서 의미한 [답067] 금속원자이건 아니건 상관없습니다.
[문068] 바닥상태에도 가능성이 전혀 없다 [답068] 바닥상태니까 일어날 수 없다는 얘기를 한 거죠.
[문069] 질문하다가 궁금한것이 하나 생겼 [답069] 입자들끼리의 충돌은 항상 거리를 둔 충돌입니다.
[문070] 직접적인 충돌 이후에 밀어내는것 [답070] 입자들은 접촉하는 충돌은 하지않아요.
[문071] 원자가 들뜬상태이어야 에너지를 [답071] 원자들이 충돌한다는 것 자체가 운동에너지가 있다는
[문072] 외부에너지도 바닥상태처럼 최소 [답072] 원리상 무한히 낮은 에너지 상태로 갈 수는 있죠
[문073] 최소에너지라는게 없을수밖에 없 [답073] 맞아요. 원자 전체도 물론 바닥상태가 있죠.
[문074] 영점에너지라는게 양자요동에 의한[답074] 진공에너지는 실질적으로 존재하는 것이 아닙니다.
[문075] 풀러렌을 이용한 이중슬릿 실험 [답075] 많은 생각 끝에 얻은 좋은 질문입니다.
[문076] 일부만이 양자역학적 거동이 일어 [답076] 그 입자의 질량중싱에 대한 운동으로 파악됩니다.
[문077] 전자의 갯수변화가 원자핵의 수명 [답077] 전자가 원자핵의 붕괴에 영향을 미치지는 않아요.
[문078] 원자의 존재가 불안정해지는것은 [답078] 그렇습니다. 각종 원자들은 가장 안정된 상태에서
[문079] 중첩상태등 입자의 수명 또는 붕괴[답079] 양자얽힘이나 중첩현상은 입자들의 파동함수가 무너
[문080] 입자가 갖는 양자역학적 현상이나 [답080] 입자수명은 하나로 정해지고 양자얽힘이나
[문081] 외부의 영향을 포괄하는 의미인것 [답081] 상호작용이 없는 자유로운 상태에서의 수명을
[문082] 양자얽힘을 통해 주고받는 정보는 [답082] 당연히 순수한 양자얽힘에 의해서도 입자의 붕괴여부
[문083] 입자의 수명이나 붕괴여부에 영향을[답083] 영향을 미치지 않고 양자얽힘을 끊어낼 수 있는 방
[문084] 어떤 물리량이 이에 해당되는지 궁 [답084] 입자들의 운동량이나 에너지 그리고 스핀 같은
[문085] 어떤 입자와도 양자얽힘으로 얽혀 [답085] 자유로운 상태는 이론적으로는 가능하지만 실제적으
[문086]구성입자간에도 양자얽힘에 의해 [답086].이들은 순전히 양자론적인 효과로 얽혀있고 얽힘과
[문087] 구성입자로 이루어진 입자의 본질적[답087] 구성입자가 있는 경우는 수명이 무한히 길기가 어렵
[문088] 이해했는데 맞게 이해한것인가요? [답088] 그렇습니다.
[문089] 입자가 붕괴될 확률이 0이라는것 [답089] 확률이 0이라는 것은 좀 껄꺼롭긴 하네요.
[문090] 이론적으로 계산을 통해 구할수 [답090] 이를 두고 입자의 수명을 계산했다고 할 수는 없지요
[문091] 실험적으로 그 확률을 구하면 0에 [답091] “구할수 없는 것이”면 존재하지 않는 것이죠.
[문092] 통계적으로도 특정범위 내의 값 [답092] 질문내내 어떤 절대적인 값을 생각하고 있다는 데 문
[문093] 의도했던 내용과는 다른 잘못된 질[답093] 하나의 입자에 대해서 무슨 확률을 얘기할 수가 있겠
[문094] 코로나 조심하세요!
[문095] 보통 반감기로 알고있었는데 반감 [답094-답095] 원자의 반감기는 통계적으로 원래 원자의 숫
[문096] 붕괴수명을 사용하는 입자가 따로 [답096] 동시란 것은 있을 수 없어요.
[문097] 수명과 반감기의 차이에 대해선 더[답097] 우라늄이나 코발트 같은 원자나 원자핵은 반감기로
[문098] 입자의 수명의 정의에 대해 많이
[문099] 논문 링크를 안올렸었네요!! [답098=답099] 일반사람들에게 생소하고 혼란만 가중시키는
[문100] 정의가 완전히 다르다보니 결과로 [답100] 아마도 어딘가 잘못 이해한 부분이 있을 것입니다.
[문101] 입자의 수명'이라는게 확률적인 개 [답101] 잘못 이해를 한 것 같네요.
[문102] u쿼크가 d쿼크로 변하고 d쿼크가 [답102] 양성자가 다른 입자로 변하는 붕괴가 일어나죠.
[문103] u쿼크인지는 알수없는것이 아닌지 [답103] 설명은 20세기 중반에 입자물리를 잘 몰랐을 때
[문104] 핵자간 파이중간자 교환이 존재 [답104] 파이중간자란 존재하지 않아요.
[문105] 일본의 유카와 박사가 파이중간자 [답105] 그건 60-70년 전의 옛날 애기입니다.
[문106] 준안정상태(metastable)에 대한 질[답106] 준안정상태는 최저에너지 상태가 아니기 때문에
[문107] 안정상태가 되었다가도 다시 준안 [답107] 좋은 질문입니다. 원칙상 그런 일은 일어나지 않아요.
[문108] 양자론적 동요로 인해 불안정상태 [답108] 안정상태에서 아주 가까운 준안정상태로 갈 수도 있
[문109] 양자요동은 물질이 일으키는것이 [답109] 공간상에서 발생한다는 것은 모호합니다.
[문110] 물질 자체에서 양자요동이 일어난
[문111] 인해 입자(물질)이 붕괴될수도 있나[답110-답111]좋은 질문입니다. 원칙상 그렇다고 할 수 있겠
[문112] 원칙상 가능하다는 말이 잘 이해가[답112] 양자요동으로도 원칙적(원리상)으로 붕괴할 수 있
[문113] 입자와 반입자의 쌍생성과 쌍소멸 [답113] “입자와 반입자의 쌍생성과 쌍소멸”과는 별개의 문제
[문114] 왜 이런 양자요동이 일어나는건가 [답114] “양자요동은 물질자체의 본질적인 불확실성에 기인합
[문115] 입자가 붕괴될만큼의 에너지가 만 [답115] 그렇죠. 이런 양자요동은 아주 약해요.
[문116] 에너지의 크기에 한계가 있는것인 [답116] 한계란건 없지만 계산(구)할 수 있는 것이 아닙니다.
[문117] 불확정성으로 인해 정확한 값이 아
[문118] 혹시 제가 잘못이해하고 있는 부분[답117-답118]계속 애기해 왔는데, 질문이 무엇인지 이해가
[문119] 잘못 이해하여 오해하고 있던것 같[답119] 좋은 질문입니다. 이런 좋은 질문을 많이 해주세요.
[문120] 불확정성원리(uncertainty principl[답120] 맞아요 불확정성은 불확정성원리에 기초하고 있어요.
[문121] 경우에 대해서는 궁금증이 풀렸습 [답121] 확률이 0.000...1%라면 보통 그런 일은 일어나지 않
[문122] 파동이 포텐션 우물을 뛰어넘을수 [답122] 반도체나 부도체의 경우에도 전기적자극을 가하면 포
[문123] 이러한 현상을 양자터널링 현상이
[문124] 잘못이해하고 있는 부분이 있는 것[답123-답124] 퍼텐셜우물은 기본적인 것이고 그게 문제가
[문125] 새로운것을 알게되면서 새질문 [답125] 좋은 관찰력입니다. 에너지 보존법칙은 절대적인 것
[문126] 짧은 시간동안만 에너지의 총량이 [답126] 한번 생각해보고 어떻게 되어야 되겠는지 추측이라도
[문127] 원래 에너지의 총량으로 돌아와야 [답127] 그렇습니다. 맞아요. 딩동댕.
[문128] 제대로 이해한것이 맞는지 두가지 [답128] 명확한 답을 할 수 있는 사람은 국내에서는 얼마되지
[문129] 비슷한 주제이긴 하지만 궁금한 [답129] 입자를 포함하는 자연의 본성입니다. 아인슈타인도
[문130] 양자요동또한 양자터널링현상을 말[답130] 같은 말은 아닙니다. 때로는 다른 경우에 사용되기도
[문131] 양자터널링으로는 입자의 에너지 [답131] 원자의 전자가 퍼텐셜우물을 넘어 전도전자가 전도전
[문132] 양자요동과 양자터널링의 다른점 [답132] 양자터널링은 반대로 이해하고 있네요.
[문133] 양자터널링이 일어난 입자의 에너 [답133] 이제 전자에 초점을 맞춰보도록 하죠.
[문134] 매개입자를 교환함으로써 입자의 [답134] 주고 또 받기 때문에 결과적으로 에너지에 변화가
[문135] 준만큼 받지못할수도 있지않나요? [답135] 사실 실험으로 확인할 수도 없어요.
[문136] 입자가 붕괴될수도 있을것같다고 [답136] 강하게 충돌(상호작용)하면 입자가 붕괴될 수는 있어
[문137] 매개입자는 과정일뿐 원인이 될순 [답137] 그렇습니다. 모든 힘은 매개입자를 통하여 전달됩니
[문138] 같은 에너지를 가져야하는것이 아 [답138] 고전역학적으로 보면 한 입자가 다른 입자에게 힘을
[문139] 내부에너지 양,크기에도 영향을 미 [답139] 좋은 관점입니다. 이세상의 모든 현상이 입자들의 상
[문140] 서로 다른 입자간의 상호작용 [답140] 양성자는 구초가 있기때문에 내부에너지가 커질
[문141] 입자의 구성입자또한 바닥상태로 [답141] 따라서 바닥상태니 하는 말도 없고 의미도 없어요.
[문142] 금속의 열전도같은 경우 자유전자가[답142] 이것이 바로 이책의 제3부에서 설명했던 저항의 원
[문143] 에너지보존법칙을 위배하는것인데 [답143] "전자도 금속원자로부터 에너지를 받았으니 에너지
[문144] 금속원자의 내부에너지를 높이는 일부에너지는 어디서 나온 것인가요?
[문145] 전자를 말씀하신건가요? [답144-답145] 전력소모가 있다는 얘기니까 전기세를 내야
[문146] 금속원자를 진동시킬 에너지를 전자[답147] 책을 한권 끝까지 읽어서 체계적으로 기본적인 이해
[문147] 간단한 예로 파인만 다이어그램을 [답146] 탄성충돌이니까 충돌후 경로는 바뀌더라도 에너지는
[문148] 결국에는 자발적으로 에너지를 방 [답148] 따라서 가장 낮은 에너지 상태란 것도 없어요.
[문149] 운동에너지로 계속 유지하는건가요
[문150] 혹시 제가 잘못이해하고 있는 부분 [답149-답150]그런 상호작용으로 일방적으로 에너지를 잃지
[문151] fermi에너지는 고정된값이 아닌건가[답151] 맞아요. 비슷한 얘기입니다.
[문152] fermi에너지 준위값은 고정된값인건[답152] 입자의 종류가 다르면 당연히 다르지만 같은 종류의
[문153] 자유전자의 페르미에너지준위는 수 [답153] 그리고 자유전자하고도 관계가 없어요.
[문154] 자유전자가 가질수있는 페르미 에너[답154] 반대로 알고 있었네요.
[문155] 자유전자들은 서로 같은 양자상태를[답155] 전도띠에는 수많은 양자상태가 겹쳐져있어서 “cont
[문156] 매우 작은 간격의 다른 에너지 준위[답156] 지금 막 떠오르는 생각으로는 볼확정성의 원리가 적
[문157] 전자의 페르미준위가 이온화에너지 [답157] 물질에 따라서는 페르미에너지준위가 전도띠만큼 높
[문158] 원자핵의 묶인 전자는 어떻게 되는 [답158] 반도체 같이 약간의 전기적 자극만으로도 실리콘이
[문159] 전자가 가질수 있는 페르미준위는 [답159] 자유전자의 페르미준위란 없어요.
[문160] “현재”의 최외각전자가 가질수있는[답160] 최외곽전자가 가지는 에너지가 페르미준위가 되죠.
[문161] 이 에너지준위가 변할수있는값인 것[답161] 온도가 올라가면 그 준위도 변할 수가 있죠.
[문162] 전자껍질의 특정 궤도에 해당하는 [답162] 그게 그말이죠.
[문163] 시간-에너지 불확정성에 의한 에너
[문164] 영점에너지는 평균값으로 구해지는 [답163-답164] 이 질문은 좀 모호합니다.
[문165] “시간-에너지 불확정성으로 인해 [답065] 최소한의 에너지일뿐 양자요동은 아닙니다
[문166] 주어진 eigenstate들을 왔다갔다 [답166] 보다 광범위한 현상에 적용되는 보편적인 원리입
[문167] 절대영도)가 되면 열에 의한 Diffu [답167] 0K에서는 열이란 없어요.
[문168] 완전 정지상태로 존재할수없는 대신[답168] 영점에너지는 전자들의 운동에너지입니다. 열은 없
[문169] 열을 공급해야 열적확산이 존재