입자 동물원

일상의 비유를 통해 복잡한 물리를 이해할 수 있는 개념으로 바꾸어놓은 책
물리학을 접해보고자 하는 사람들은 시작부터 난관에 부딪히게 된다. 복잡한 수식과 난해한 개념 때문이다. 특히나 입자물리는 눈으로는 볼 수 없는 작은 입자들의 세계를 다루고 있기 때문에 더욱 이해하기 어렵다. 게다가 입자들의 행동은 이 우주 안의 어떤 것과도 비슷하지 않으며, 우리가 일상생활에서 만나는 것들과 완전히 다르게 움직인다.
이런 내용을 제대로 이해하려면 수학을 배워야 하지만, 저자는 입자에 관한 굵직굵직한 아이디어와 흥미로운 개념들을 어려운 수식을 빌리지 않고도 이해할 수 있도록 일상생활의 언어로 설명한다. 우리 주위에서 흔히 볼 수 있는 것들에 입자를 비유해 독자들이 입자들의 세상에 좀 더 쉽게 다가갈 수 있도록 도와주기 때문이다. 예를 들어 빛알이 어떻게 힘을 전달하는지 설명하기 위해 각자 스케이트보드 위에 올라선 두 사람이 마주 본 채 공과 부메랑을 주고받는 상황에 빗대거나, 양자역학의 경로 적분과 숨은 변수 이론을 설명하기 위해 집에서 회사까지 출근하는 다양한 경로들을 예로 든다. 약력과 베타붕괴를 설명할 때는 텔레비전 할인 판매의 경우를 활용함으로써 복잡한 방정식이 없어도 입자에 관한 핵심적인 개념들을 이해할 수 있게 해준다.

입자물리에 관한 역사상 가장 거대한 실험들을 만나다
이 책에서 또 하나 돋보이는 점은 입자 실험들의 흥미로운 뒷이야기를 들을 수 있다는 것이다. 원자핵을 발견한 러더퍼드의 금박 실험처럼 널리 알려진 에피소드부터, 입자들의 흔적을 발견하게 해준 찰스 윌슨의 구름상자 실험, 우주선(cosmic ray)을 발견하기 위한 과학자들의 다양한 실험 등 역사적으로 의미 있는 실험들을 생생하게 만날 수 있다. 또한 오늘날 진행 중인 입자물리에 관한 크고 작은 실험들도 자세하게 소개되어 있다. 그중에서도 스위스 유럽원자핵공동연구소(CERN)에 있는 거대 강입자 충돌기(LHC)에 관한 세세한 묘사, 2012년 세계를 놀라게 한 힉스 보손 발견 당시의 현장 스케치와 LHC를 이용한 ‘입자 사냥’에 관한 이야기들은 모험영화를 보는 듯 흥미진진하다. CERN의 연구원으로 ATLAS 등 여러 굵직한 연구에 활발하게 참여하고 있는 저자의 이력이 빛을 발하는 대목이다.

가장 작은 것들이 가져다줄 커다란 미래에 관한 이야기
20세기에 우리는 물리학의 근본이 흔들리는 것을 목격했고, 이것이 기술에서의 혁명과 우리 삶의 변화로 이어지는 것을 확인했다. 양자역학이 반도체와 디지털 혁명의 핵심적 역할을 수행했던 것처럼, 힉스 보손도 언젠가 우리의 생활을 획기적으로 바꾸는 역할을 할지 모른다.
하지만 저자가 들려주고자 하는 것은 단지 물리학의 발전이 눈앞의 실용적 이익을 가져다준다는 이야기가 아니다. 입자물리학은 근본적으로 세상에서 가장 작은 기본 입자들을 연구함으로써 우주를 이해하려는 시도다. 이 책은 힉스 보손보다 훨씬 더 의미 있는 무언가가, 우주 전체와 우리가 몸담고 있는 이 세계에 대한 우리의 생각 자체를 완전히 뒤바꿔버릴 만한 발견이 우리 앞에 다가와 있는지도 모른다는 사실을 독자들에게 알리고자 한다. 물리학에 매혹되어 자신의 인생을 무한히 작은 것들을 연구하는 데 바친 연구자들이 오늘도 크고 작은 실험실에서 머리를 맞대고 완전히 새로운 무언가를 발견하기 위해 온 신경을 집중하고 있을 것이다. 그리고 새로운 데이터, 새로운 측정으로 우주에 대한 이해를 더욱 발전시켜 미래에 어떤 방향으로 나아가야 하는지, 근본적으로 우리가 어디서 왔는지를 탐색할 것이다. 그러므로 이 책은 가장 작은 세상에 관한 이야기인 동시에 가장 커다란 세상에 관한 이야기다.

저 : 개빈 헤스케스

Gavin Hesketh
차세대 과학자와 창의적인 사람들을 위해 최신 과학을 알기 쉽게 전하는 입자물리학자. 맨체스터대학교(University of Manchester)에서 입자물리학 박사학위를 받았으며 페르미국립가속기연구소(Fermilab)에서 당시 세계에서 가장 높은 에너지를 가진 입자가속기인 테바트론(Tevatron)의 실험에 참여했다. 미국 노스이스턴대학교(NortheasternUniversity)에서 박사후과정을 마치고 2009년에 스위스 유럽원자핵공동연구소(CERN)의 연구원이 되었으며 2010년부터는 영국 왕립학회의 연구원(Royal Society University Research Fellow)으로 유니버시티칼리지런던(University College London)에서 거대 강입자 충돌기(LHC)의 가장 주요한 실험인 ATLAS에 참여하고 있다. BBC의 다큐멘터리 시리즈 <호라이즌(Horizon)>과 과학 프로그램 <스타게이징 라이브(Stargazing Live)>에 출연 중이며 BBC 라디오를 통해 대중에게 과학지식을 알리는 데도 힘쓰고 있다.

역 : 배지은

서강대학교 물리학과와 동대학원을 졸업하고, 휴대전화를 만드는 엔지니어로 일했다. 그 후 이화여자대학교 통역번역대학원을 졸업하고, 장르문학과 과학기술서적을 번역하는 프리랜서 번역가로 일하고 있다. 엘러리 퀸의 『샴쌍둥이 미스터리』 『열흘간의 불가사의』 『최후의 일격』을 비롯하여, 『밤의 새가 말하다 1, 2』 『Make: 아두이노 DIY 프로젝트』 『전자부품 백과사전 1, 2』 『무니의 희귀본과 중고책 서점』 『맹인 탐정 맥스 캐러도스』 등을 우리말로 옮겼다.