입자 물리학 최종 초끈 이론까지

입자물리학 최종 초끈 이론까지 갈길

1960년대 이후 확립된 표준모형(Standard Model)은 물질을 구성하는 입자와 이들 사이의 상호작용을 밝힌

현대 입자물리학 이론.

표준모형이론에 따르면 모든 물질이 6개의 중입자 '쿼크'(스트레인지, 참, 톱, 업, 다운, 바텀)와 '렙톤'이라는

6개의 경입자(전자, 중성미자, 뮤온, 뮤온중성미자, 타우 입자, 타우중성미자)와 그리고

이들의 반입자들로 구성되어 있다.

현대 물리학에서는 쿼크(중입자)와 렙톤(경입자)을 더 이상 쪼갤 수 없는 가장 기본적인 입자로 보고 있다.

원자는 원자핵과 전자로 이루어져 있고 원자핵은 양성자와 중성자로, 양성자와 중성자는 '쿼크'로 구성돼 있다.

표준이론에 따르면 물질은 이처럼 각각 3쌍의 쿼크(업-다운, 스트레인지-참, 보텀-톱)와 3쌍의

렙톤(전자-중성미자, 뮤온-뮤온성미자, 타우-타우성미자)으로 만들어졌으며 이들 상호간에는

4종류의 힘(중력, 전자기력, 약력, 강력)이 존재한다.

표준이론은 자연계에 존재하는 이 4가지 기본적인 힘 가운데 약력과 전자기력을 통합하는 이론인데

, 전자기력은 전기적-자기적인 상호 작용에 의한 힘이고, 약력이란 원자핵의 붕괴에 의하여

작용하는 특수한 힘을 말한다.

이 전자기력과 약력을 하나로 다루는 '표준이론'은 와인버그(Steven Weinberg),

글라쇼우(Sheldon Glashow), 살람(Abdus Salam) 등에 의해 성립되었으며, 이 이론을 만든

공로로 이들은 1979년 노벨 물리학상을 수상했다.

그러나 표준이론은 전자기력과 약력을 하나의 이론으로 묶는데는 성공했으나, 강력을 제대로

결합하지 못했으며, 중력에 대해서는 전혀 언급이 없다.

입자물리학의 궁극적인 목표는 이들 네 개의 근본상호작용들을 하나로 묶는 것인데,

표준이론에서 더 나아가 전자기력-약력-강력을 통일시키려는 이론은

'대통일장이론(grand unified theories)'이라 하며, 여기에 중력을 더한 것이

'초끈이론(superstring theory)'이다.

출처  네이버 지식 백과

 

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