[정품]금융전문가 1.5

본문의 양이 길어 저장이 되지 않네요.

할수 없이 1편과 2편으로 나누어 올립니다.

이곳은 정리-2 입니다.

                          누구나 이해할 수 있는 양자론 

본문 112 페이지

진공에서 소립자가 생겨났다가는 사라지고 <<무>>에서 우주가 생겨난다.

진공에서는 그 에너지를 사용해서 전자와 양전자의 쌍과 같은

모든 소립자가 여기저기에서 생겨났다가는 사라진다.

터널효과

사시광선이 유리를 통과하는 것처럼

전자등의 소립자도 본래는 통과하지 못할 장벽을 빠져 나간다.

본문 90 페이지

원자핵 속의 알파입자는 강한 핵력으로 원자핵에 묶여있기 때문에,

보통의 경우에는 원자핵에서 튀어나오지 않는다.

그러나 알파 입자는 터널 효과를 일으켜 이 에너지 벽을 뚫고 나가

원자핵 밖으로 튀어나오는 것이다.

태양이 빛나는 것은 터널효과 덕분이다.

태양이 빛을 내는 것은 수소원자와 수소원자 사이의 핵융합에 의한 것이다.

그런데 사실 태양의 온도는 핵융합이 일어나기에는 부족한 온도이다.

수소 원자의 양성자와 양성자가 충돌하기 위해서는 엄청난 운동 에너지가 필요한데

태양의 온도는 그러한 에너지가 발생할 정도로 뜨겁지 않다.

하지만 터널효과에 의해

수소의 양성자는 짧은 순간

에너지의 불확정성이 커지며 매우 큰 에너지를 갖게 되어

그 에너지로 다른 양성자와 충돌하여 강한 핵력에 의해 결합한다.

이러한 핵융합을 통해 태양이 빛을 내는 것이다.

            -다음 블러그에서 발췌-

본문 113 페이지

양자론 에서는 힘을 <<입자의 공받기>>로 설명한다.

이 이론을 바탕으로 자연계에 존재하는 4개의 힘 가운데

전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력의 규명에 성공했다.

남은 넷째 힘은 중력이다.

그러나 양자론의 틀로 중력을 설명하는 데에는 아직 이르지 못하고 있다.

전자기력

일반적으로 전자기장(電磁氣場) 내의

전하, 자기량, 전류에 전자기장이 미치는 힘을 가리킨다.

전기력과 자기력은 근본적으로 같은 힘이다.

전자석처럼 전기로 자기력을 만들 수 있고,

반대로 발전기처럼 자기력으로 전기를 만들 수도 있다.

이와 같이 전기와 자기는 밀접한 관련을 가지고 상호작용 하므로

이를 통틀어 전자기라 하고, 전자기와 관련된 힘을 전자기력이라 한다.

약한 핵력

자연계에 존재하는 입자간 상호작용은

그 세기의 차례로

강한상호작용· 전자기적 상호 작용·약한 상호작용·중력 상호작용으로 분류된다.

약한 상호작용에 의해 일어나는 현상으로서는

β붕괴, 핵외(核外) 전자의 전자포획, μ입자의 원자핵에 의한 포획,

π중간자의 μ붕괴, 중성미자(中性微子) 포획에 의한

역β붕괴와 같은 경입자가 관계한 현상이 있다.

그리고 K중간자의 π중간자로의 붕괴와 같이 경입자가 관계하지 않은 현상도 있다.

약한상호작용의 일반적 특징으로는

전자기적 상호작용의 10-12 정도로 세기가 약하다.

그리고 맥스웰·유카와형의 상호작용과 같은 보존(boson)을 중개로 하지 않고

페르미상호작용을 원형으로 삼고 있다.

패리티가 보존되지 않으며,

강한상호작용이나 전자기적상호작용 등에서 성립하는

시간반전(反轉)불변성 등의 많은 대칭성이 파괴되어 있다.

강한 핵력

개의 소립자가 약 10-15m의 거리에 있을 때 작용하는 힘 또는 상호작용을 말한다.

강한상호 작용에는 원자핵 속의

양성자와 중성자, π중간자와 핵자, Λ입자와 핵자, K중간자와 Σ입자의 상호작용 등이 있다.

강한상호작용 도달거리는 10-15cm이다.

쿼크 모형에서는 이들 입자의 구성요소인 쿼크(quark)가 글루온(gluons; 접착자)을

흡수 또는 방출하는 과정에서 강한상호작용이 일어난다.

쿼크와 글루온은 색깔 전하를 교환하는 입자들이다.

전하량을 띤 물체들이 광자를 매개입자로 힘을 교환하는 것처럼

색깔 전하를 띤 쿼크들은

글루온이라는 매개입자를 교환하여 강한상호작용을 한다.

이 작용에 의하여 색깔 전하를 띤 입자들은 접착(glued)된다.

양성자는 전자기력에 의해 서로 밀어내야 하지만

핵 내부에서 강한 상호작용을 통해 핵을 구성하고 있다.

강한 핵력은 양성자와 중성자를 구분하지 않고 인력으로 작용한다.

중력

질량을 가지는 모든 물체에는 중력이라는 상호작용이 일어난다.

그러나 네 가지 상호작용 가운데 그 상대적인 크기가 가장 약하다.

일정 거리만큼 떨어진 두 입자 사이에 작용하는 강한 상호작용의 강도의 크기를

1이라 할 때 중력상호작용의 상대적인 크기는 0에 불과하다.

그러나 매우 먼 곳까지 영향을 미치므로 전자기적 상호작용과 함께

거시적인 세계에서도 관찰이 가능하다.

또한 중력상호작용은 네 가지 상호작용 가운데 유일하게

전자, 양성자, 중성자 등의 모든 입자들 사이에 작용하며 만유인력으로 나타난다.

중력상호작용을 매개하는 중력자의 존재는 아직 실험적으로 검출된 적이 없으며

정지질량은 0이고, 스핀은 2로 기대된다.

-백과사전 출처-

본문 142 페이지

아인슈타인은 양자론의 탄생에 크게 공헌했다.

그러나 그는 언제부터인가 양자론 연구의 주류에서 멀어진다.

아인슈타인이 양자론 비판에 앞장선 것이다.

왜 그런 행동을 했을까?

 양자란 과학자가 필요에 따라 서로 다른 실험을 통해 알고자 원하는 대상을 여러 다른 각도로 조사할 때

그 대상에 대한 지식에서 피할 수 없는 틈으로서 출현했다.

그때까지 나타난 증거로 보아 단순히 어떤 일이 일어날 확률이 아니고

그 일 자체를 설명할 이론을 요구한다는 것은 의미가 없었는데 아인슈타인은 이론을 요구했다.

그의 자세는 어윈 슈뢰딩거와는 조금 달랐지만

두 사람 모두 양자가 언젠가 어떻게 해서든지 제거될 것이고

그래서 연속성과 결정론이 회복되리라는 신념을 공유했다.

닐스 보어는 아인슈타인의 반대에 놀랐지만

그는 물리 이론이 선입견에 의한 개념이 아니라

측정 가능한 양과 연결 지을 수 있는 개념을 통해서만 세워질 수 있다는 규칙에 의해서

아인슈타인이 인도될 것으로 생각했다.

바로 그 규칙이 아인슈타인으로 하여금

에테르, 절대적인 시간 간격 그리고 중력과 관성 사이의 차이 같은 개념을

추방하게 만든 규칙이었다.

현대 물리학의 두 영역은 거시세계와 미시세계이다.

거시세계를 지배하는 원리는 아인슈타인의 상대성 원리이고,

미시세계를 지배하는 원리는 양자역학이다.

문제는 이 두 세계가 너무나 다른 원칙 아래에 지배받고 있다는 것이다.

상대성이론과 양자역학의 모순의 해결로 등장한 끈 이론,

과연 끈 이론은 만물의 세계를 이해시키는 환상의 이론이 되 수 있을 것인가?

• 목차보기

제1장 양자론이란 무엇인가?

1. 미래는 결정되어 있을까?

2. 양자론이란?

3. 양자론 요약

제2장 양자론의 탄생

1. 이해의 열쇠 ‘파동과 입자의 이중성’

2. 빛의 파동설

3. 양자론에서 생각하는 빛

4. 원자의 모형

5. 양자론에서 생각하는 전자와 원자

요점 정리 양자론의 탄생

제3장 양자론의 핵심에 다가간다.

1. 이해의 열쇠 ‘상태의 공존’

2. 전자의 간섭

3. 해석을 둘러싼 논쟁

4. 불확정성 관계

요점 정리 양자론의 핵심에 다가간다.

제4장 발전하는 양자론

1. 진공의 새로운 이미지

2. 터널 효과

3. 화학과 고체물리학으로의 발전

4. 자연계의 4개의 힘

5. ‘무’에서 생겨나는 우주

요점 정리 발전하는 양자론

제5장 양자론 총정리

1. 양자론의 주요 인물

2. 양자론 연표

3. 양자론 키워드 맵

4. 양자론이란? 다중 세계 해석이란?

제6장 아인슈타인과 양자론의 발전사

아인슈타인과 양자론 이야기

출처 : 내가 좋아님 http://www.cyworld.com/duddmsrhkcjfgh

 우주에 대한 인간의 이해가 비약적으로 늘어났다고는 하지만, 우주에는 우리가 아는 물질이 약 4% 밖에 되지 않는다. 양성자, 중성자, 전자처럼 우리가 잘 아는 것들이 여기 해당한다. 그렇다면 우주의 나머지 96%는 무엇일까? 한마디로 말하자면 ‘모른다.’

암흑물질의 존재는 꽤 오래 전부터 예견되었다. 암흑물질이 ‘어두운(dark)’ 이유는 이 물질이 빛과 상호작용을 거의 하지 않기 때문이다. 그러나 직접 볼 수는 없어도 암흑물질이 있다는 것은 그 중력 효과 등을 통해 간접적으로 알 수 있다. 암흑물질이 존재한다는 증거는 무척 많은데, 그 중에서 가장 대표적인 증거가 은하의 회전곡선이다.  은하들 가운데는 회전하는 은하가 많다. 이 때 은하를 구성하는 모든 별들이 한쪽 방향으로 회전한다. 과학자들은 그 별들의 회전속도를 조사했다. 별의 운동은 고전적인 뉴턴역학으로 충분히 설명할 수 있으며, 간단한 계산을 통해 별의 속도와 은하중심으로부터의 거리 사이의 관계를 알 수 있다. 은하의 대부분의 질량이 중심에 집중되어 있다면 별의 회전속도의 제곱은 은하 중심으로부터의 거리에 반비례한다.

 암흑물질은 물리학뿐만 아니라 경제학에도 등장하여 미국 경제의 비밀을 설명하기도 했다. 부시 행정부 이래로 미국경제는 눈덩이처럼 불어나는 무역적자와 재정적자에 허덕였다. 그 규모가 엄청나서 세계의 수많은 경제전문가들이 미국경제의 몰락과 뒤이은 세계 경제의 위기를 우려해 왔다. 하지만 그 반대로 미국 경제가 여전히 건재하다는 주장도 꽤 있었다.

 후자의 입장 중에서 아주 흥미로운 경제이론이 바로 미국 경제의 암흑물질론이다. 미국 하버드 대학의 리카도 하우스만(Ricardo Hausman)과 페더리코 스투제니거(Federico Sturzenegger)는 2005년 <미국과 세계의 불균형: 암흑물질이 파국을 막을 수 있을까? (U.S. and global imbalances: can dark matter prevent a big bang? )>라는 제목의 논문을 발표했다. 이 논문의 결론을 요약해서 말하자면 경제통계에 잡히지 않는 뭔가가 미국의 엄청난 적자를 메워주고 있다는 것이다. 하우스만과 스투제니거는 눈에 보이지 않는 이 ‘무엇’을 암흑물질이라고 불렀다. 물리학의 암흑물질에서 영감을 얻은 것이다.

 이들이 지목한 암흑물질의 정체는 바로 미국의 해외투자였다. 미국의 지식이나 기술력 혹은 브랜드는 세계 최고수준이다. 미국이 해외에 직접 투자할 때 이로부터 유발되는 지식서비스가 일차적으로 암흑물질의 근원이다. 또한 미국 자산의 안전성이 담보하는 보험 서비스나 세계 기축통화로서의 달러 발권력, 세계 최강국으로서의 지위 등도 암흑물질의 원천에 포함된다. 이 논문에 의하면 지난 2000년부터 2004년까지 미국의 누적 경상수지 적자는 2조5천억 달러이다. 그러나 암흑물질을 집어넣고 다시 계산하면 같은 기간 2조8천억 달러를 더 수출한 효과가 있었다고 한다.

 이 논문에 나오는 미국의 연도별 누적경상수지 그래프를 보면 앞서 나온 은하의 회전속도 곡선과 매우 비슷하다. 암흑물질을 빼고 계산하면 누적적자가 해마다 계속 커져서 경상수지 곡선이 연도에 따라 밑으로 곤두박질친다. 그러나 암흑물질을 넣고 계산하면 이에 따른 수출효과 때문에 대부분의 누적적자가 상쇄되어 경상수지 곡선은 거의 수지가 맞아 떨어지는 것처럼 보인다. 마치 실제 관측한 별들의 회전속도가 은하 중심으로부터의 거리에 따라 줄어들지 않고 거의 똑같은 속도분포를 보이는 것처럼 말이다.

 보이지 않는 무언가가 전체의 균형을 맞추고 있다는 생각은 투명인간만큼이나 상당히 매력적이다. 약간 뉘앙스는 다르지만 아담 스미스의 '보이지 않는 손'은 고전에 속한다. DNA에도 암흑물질이 있다. DNA는 유전정보를 담고 있다. 그러나 DNA에서 유전자가 존재하는 부분은 전체 DNA의 극히 일부에 불과하다. 이처럼 DNA의 많은 영역은 ‘어두운’ 영역으로서 ‘게놈의 암흑물질’로 불린다. 여기에는 생물의 발생과정을 통제하는 일종의 유전자 스위치가 숨겨져 있다.

 파울리 시절에 미국의 경제 전망을 놓고 논쟁이 한창이었다면 어떤 경제학자들은 미국 경제의 ‘중성미자’가 미국 경제의 균형을 맞춘다고 했을지도 모를 일이다. 파울리가 중성미자를 예견한 것이 1931년이었는데, 이때는 아쉽게도 이미 대공황이 전 세계를 휩쓴 직후였다. 아인슈타인의 상대성이론이 피카소를 필두로 하는 입체파 화가들에게 큰 영감을 주었듯이 물리학에서의 혁혁한 성과들은 종종 다른 분야에도 큰 영향을 미친다.

미국의 해외투자가 미국 경제의 암흑물질이라는 발상은 무척 참신하지만, 불행하게도 정작 물리학에서는 암흑물질의 정체가 무엇인지 아직도 밝혀지지 않고 있다. 과학자들은 유럽의 대형강입자충돌기에서 암흑물질에 대한 단서를 발견하리라 크게 고대하고 있다. 특히 작년과 올해 PAMELA, FERMI 같은 관측위성들이 암흑물질의 흔적으로 추정될 수 있는 데이터를 발표함으로써 전 세계 과학자들을 흥분시키고 있다.