기본입자를 찾아서

우주는 무엇으로 구성되고 어떻게 만들어졌는가 하는 것은 과학자뿐 아니라 일반인들도 흔히 궁금해 하는 질문이다. 그러나 이 질문에 명확한 답을 하려면 자연과학 전반에 걸쳐 완벽한 지식을 가지고 있어야 하며 특히 현대 물리학을 꿰뚫는 통찰력을 가져야 한다. 이 책의 주 저자인 Wolfenstein은 이론물리학을 실험물리학과 연결시키는 현상물리학자로서 물질에서 중성미자 진동 효과(Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein 효과)를 처음으로 창안하였으며 이 공로로 2005년 Bruno Pontecorvo 상을 수상하였다. 그는 일반인들이 이해하기 어려운 수식을 거의 나열하지 않고 우주의 기본 입자와 그들 사이의 상호작용을 쉽게 설명하고 있다. 이 책은 자연과학을 좋아하거나 혹은 우주에 관심 있는 이에게 흥미로운 이야깃거리를 제공하리라고 믿는다.

LINCOLN WOLFENSTEIN

서울대학교 이학박사

(현) 전남대학교 사범대학 화학교육과 교수

PART A

CHAPTER 1 현대 물리의 기초 / 19

CHAPTER 2 입자와 파동 / 30

CHAPTER 3 돌고 있는 입자 / 52

CHAPTER 4 양자 전기역학의 이해 / 63

CHAPTER 5 입자 물리의 탄생 / 77

CHAPTER 6 겔만의 쿼크와 함께 / 92

CHAPTER 7 아름다운 대칭성 발견과 사라짐 / 109

CHAPTER 8 표준 모형의 출현 / 134

CHAPTER 9 맛깔(flavor) 물리 / 144

CHAPTER 10 자연의 기본 구조에 대한 현대론적 관점 / 160

Part B

CP 깨짐: 물질과 반물질 사이 비대칭

CHAPTER 11 케이온(kaon) 붕괴에서 CP 깨짐 / 181

CHAPTER 12 Cabibbo-Kobayashi-Maskawa 행렬 / 188

CHAPTER 13 B 중간자에서 CP 깨짐 / 194

CHAPTER 14 표준 모형의 시험 / 207

CHAPTER 15 CP 깨짐 / 215

Part C

중성미자의 놀라운 이야기

CHAPTER 16 실종된 중성미자의 미스터리 / 227

CHAPTER 17 태양에서 오는 중성미자 / 234

CHAPTER 18 중성미자 천문학 / 246

CHAPTER 19 중성미자 질량과 표준 모형 넘어 물리 / 255

CHAPTER 20 중성미자 혼합에서 CP 깨짐 / 266

Part D

신기한 힉스 탐색(The Hunt for the Mysterious Higgs)

CHAPTER 21 왜 우리는 힉스를 믿는가? / 275

CHAPTER 22 지금까지 실험으로부터 무엇을 알 수 있는가? / 280

CHAPTER 23 우리가 LHC로부터 배우고 싶은 것 / 292

CHAPTER 24 미래의 가능성 / 301

CHAPTER 25 결론 / 308

부록 1. 21세기 중요한 실험들 / 313

부록 2. 재규격화, 변하는 결합상수, 그리고 대 통일 이론 / 317

부록 3. 복소수, 복소장, 게이지 불변 / 326

부록 4. 단위행렬 / 333

부록 5. 특수 상대성 이론에서 에너지와 운동량 보존과 불확정성 원리 / 345

찾아보기 / 354