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| 작성자 : 이정구 작성자ID : jk0620 조회 : 31 추천 : 0 |
작성일 : 2004-01-30
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물질의 6번째 형상 발견/잘만하면 대통일장 이론이 완성될 기미가 보인다 |
물질형상의 새로운 발견의 뉴스가 계속되고 있다. 극저온상태에서의 반페르미온 현상을 목격한 것이다. 이는 더나아가 페르미온과 보존이 등가원리로 발전할찌도 모른다는 뜻이다.
아무튼, 제5째 형상인 [보즈.아인슈타인응축]에서 '초고체'를 한국인이 발견한데 이은 '美 연구진, 물질의 6번째 형상 발견' 최신 과학뉴스이다. 칼륨 원자 50만개 정도를 절대영도(섭씨 영하 273도) 가까이 냉각하여 [페르미온응축] 형상을 발견한 것이다. 이는 초전도 현상 깊은 관련이 있어 보인다고 한다.
과학은 궁극적으로 액체, 기체, 고체, 플라즈마 등 5개의 형상에서 물질의 기본상수에 의하여 새로운 형상들이 예측될 것이다. 그 추측은 바로 4차 마방진의 상수해석법의 과학적인 파쉬레이 실험표본에 의해 증명될 것이라고 본다. 21세기 노벨상은 새로운 형상 발견자들에게 주워질 것이다.
파쉬레이 실험표본은 물에서 가스를 제거해냄으로써 물과 기름이 섞일 수 있는 가능성을 발견이였다. 두방울의 기름이 가스를 제거해냄으로써 물에서 장거리 인력으로 자발적인 물과 기름의 섞임 현상을 목격한 것이다. 바로 그 두방울의 기름은 4차 마방진에서의 기본상수인 시작수1과 끝수 16 이였을 것이라는 예상이며 일반상수(2,3,,5,9)의 위치가 정해지면 자발적으로 magic sum을 이룬다는 수학적인 안정상태를 의미한다. 이는 기름과 물의 실험표본만의 대상에 적용하는 게 아니다. 에너지와 질량, 약력과 강력, 물질과 반물질에 관한 홉합상태의 실험도 예고함이다.
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뉴스1.
http://www.chosun.com/w21data/html/news/200401/200401290300.html
美 연구진, 물질의 6번째 형상 발견
미국 연구진이 칼륨 원자 50만개 정도를 절대영도(섭씨 영하 273도) 가까이 냉각, 완전히 새로운 형태의 물질을 만드는데 성공했다고 28일 밝혔다.
물질은 주위의 온도 등에 따라 액체, 기체, 고체, 플라즈마 등 5개의 형상을 갖게 되는 것으로 알려져 있으며, 이번에 발견된 것은 5번째 형상인 ‘보즈.아인슈타인응축’에 이은 것이다.
미국 국립표준기술연구소(NIST)와 콜로라도대학 공동연구소(JILA) 연구진은 물리학저널 ’피지컬리뷰레터스(PRL)’ 최신호에서 이같이 밝히고 이 물질을 ’페르미온응축’이라고 명명했다.
이 연구진은 지난 1995년에 제5 형상을 발견해 발견자 2명이 2001년도 노벨물리학상을 수상한 바 있는데, 이번의 발견도 이에 필적하는 업적으로 평가받을 것으로 보인다.
연구진은 앞으로 이 물질의 거동을 조사해 개별입자가 아닌 파동 성질을 보이는 양자역학 법칙에 대한 단서를 연구할 계획이라고 밝혔다.
이 물질은 전기저항이 제로가 되는 초전도와 깊은 관계가 있는 것으로 보여, 자기부상열차와 양자컴퓨터, 전력분야 등에 획기적 발전을 가져올 것으로 예상되는 상온 초전도체 개발에 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다. 연구진은 지난해 12월 레이저를 이용해 칼륨 원자 구름을 포획한 뒤 원자의 자연적 운동을 제한하는 방법으로 절대영도보다 단 500억분의1도 정도 높은 극저온 상태로 냉각시켰다. 연구진은 페르미온은 이 상태에서 서로 반발하는 게 보통이지만 이들 원자에 자기장을 적용하자 원자들이 쌍을 이루며 응축물을 형성하고 파동형태 거동을 보이기시작했다고 밝혔다.
페르미온 가스는 가까운 장래에 산업적 실용화 가능성은 크지 않지만 상온 초전도체 개발에 기여할 것으로 기대되고 있다. 상온에서 전기 저항 없이 전류가 흐르는 초전도체가 개발되면 자기부상 열차는 물론 전력생산과 컴퓨터 효율성 등이 획기적으로 향상될 것으로 예상된다.
페르미온은 전자 등 기본적인 아원자 입자를 뜻하는 것으로 원자와 분자를 이루는 구성단위가 되며 양자역학 법칙에 따라 같은 종류의 페르미온 입자는 같은 양자상태를 공유할 수 없다.
이런 신물질 창출연구는 최근 물리학에서 치열한 연구가 이뤄지는 분야 중 하나로 뉴욕 브룩헤이번국립연구소는 지난해 빅뱅 후 1천분의1초 때 존재했던 것과 유사한 쿼크-글루온 플라즈마라는 새로운 냉각물질을 개발했다고 밝힌 바 있다.
(볼더<美 콜로라도주> AP=연합뉴스)
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인용자료1.
http://211.40.179.13/book_file/ke17/ke017-163.htm
우리가 살고 있는 이 우주에는 수없이 많은 물질이 다양한 형태로 존재하고 있다. 아주 작은 단위로 나누어보면 존재하는 모든 물질들은 크기가 약1억분의 1cm 정도인 수십 가지의 원자들로 이루어져 있음을 알 수 있고, 이 원자들 또한 그 크기가 원자 크기의 10만분의 1정도인 원자핵을 이루는 양성자 및 중성자와 그 주위를 돌고 있는 전자들로 이루어져 있음을 알 수 있다.
물질의 구성단위에 관심을 가지는 이유는, 전체가 나타내는 많은 물리 현상들을 그들의 몇 가지 기본 구성요소의 간단한 성질들을 보면 이해할 수 있기 때문이다
일반적으로 모든 기본입자들은 페르미온과 보존이라는 두 가지 종류로 분류될 수 있는데, 페르미온은 자기와 동일한 입자가 같은 자리에 존재하는 것을 거부하는 성질을 가지고 있고, 보존은 반대로 같은 자리에 모이는 것을 좋아하는 성질을 가지고 있다. 이미 언급된 물질을 구성하는 전자와 같은 렙톤 및 쿼크는 모두 페르미온이며 그들 사이의 힘들을 전달하는 게이지 입자는 모두 보존이다. 초대칭은 어떤 페르미온(혹은 보존)을 그와 동일한 전기량을 가지는 보존(혹은 페르미온)과 연결시켜주는 대칭성으로 현재 궁극적 자연법칙일 가능성이 높은 이론으로 여겨지는 초끈 이론이나 M 이론에 의하면 반드시 존재하여야 하는 대칭성이다. 따라서, 만일 10-16cm 이하의 세계에 초대칭이 존재한다면 그 세계에서는 알려진 모든 페르미온들, 즉 쿼크나 렙톤들에 대응하여 스쿼크나 스렙톤이라 불리는 새로운 보존입자들이 존재해야 하며 또한 알려진 보존입자들, 예로 4가지 힘을 전달해주는 게이지 입자들에 대응하여 게이지노라 불리는 새로운 페르미온 입자들이 존재하여야 한다.
최 기 운(한국과학기술원 물리학과 교수)
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인용자료2.
http://nucl-a.inha.ac.kr/physics/nucl/main/class/04/b/
온도란 많은 입자들의 무질서한 운동의 운동에너지로 나타내는 곳이라고 알게 되고 난뒤에는 온도
단위를 에너지 단위로 환산할 수 있게 되었다. 그리고 온도의 단위를 에너지의 단위로 바꾸어주는 환산인자가 볼츠만 상수이다.
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#1.물질의 구성단위에 관심을 가지는 이유는, 전체가 나타내는 많은 물리 현상들을 그들의 몇 가지 기본 구성요소의 간단한 성질들을 보면 이해할 수 있기 때문이다.
나는 상수해석법에 의한 물질의 파쉬레이 실험을 제안한 적이 있다. 몇개의 상수로써 물리현상이 나타날 것이란 추측이였다. 4차 마방진의 상수는 6개(기본상수1과16. 일반상수 2,3,5,9)를 확실하게 제시했으나 6차.8차.100차 마방진에도 상수가 존재할 것이라 보는 것이다. 물리현상에서 먼저 10차 마방진의 상수군을 발견해 준다면 마방진의 수학적인 상수해석법의 성질를 역으로 발견하게 된다.
물에서 가스를 제거해냄으로써 물과 기름이 섞일 수 있는 가능성을 발견에는 몇개의 상수를 제시한 것이다. 4차 고전적인 마방진에는 6개의 상수에 의하여 자발적으로 두개의 기름은 물과 섞일 것이란 에상이다. 마방진은 전체적으로 magic sum을 이루는 수학적인 조건의 안정상태이다. 물질 또한 물리적 안정상태를 수학적인 magic sum의 상태를 만들 것이란 예상도 할 수 있다. 고로 물질의 마방진의 현상은 분명히 존재한다고 보여진다. 만약에 과학적인 실험에서 이런 현상을 발견하면 제7의.제8의.제9의 물질현상의 발견이 될 것이다.
#2.연구진은 지난해 12월 레이저를 이용해 칼륨 원자 구름을 포획한 뒤 원자의 자연적 운동을 제한하는 방법으로 절대영도보다 단 500억분의1도 정도 높은 극저온 상태로 냉각시켰다. 연구진은 페르미온은 이 상태에서 서로 반발하는 게 보통이지만 이들 원자에 자기장을 적용하자 원자들이 쌍을 이루며 응축물을 형성하고 파동형태 거동을 보이기시작했다고 밝혔다.
초전도(superconductivity)는 일정 온도에서 전기저항이 전혀 없이 전류가 흘러가는 현상이다.
절대영도보다 500억분의1도 정도 높은 극저온 상태에서의 물질 실험은 거의 초전도성을 보일 것이다. 그러나 연구진은 극저온 상태에서의 이들 페르미온이 자기장을 적용하자 원자들이 쌍을 이루며 응축물을 형성하고 파동형태 거동을 보이기 시작했다고 밝혔다.
소립자는 크게 두 가지 부류로 나눌 수가 있는데, 페르미온(permion)과 보존(boson)이라 한다.
물질을 만드는 쿼크.전자.중성자 같은 입자는 페르미온이라 하고 보존은 힘을 전달하는 광자.글루온.힉스와 같은 입자이다.
페르미온은 본시 자기와 동일한 입자가 같은 자리에 존재하는 것을 거부하는 성질을 가지고 있다.
보존(boson)그와 정반대이다. 그런데 미국 국립표준기술연구소(NIST)와 콜로라도대학 공동연구소(JILA) 연구진은 페르미온이 자기장을 적용하자 원자들이 쌍을 이루며 응축물을 형성하고 파동형태 거동을 목격한 것이다.
일종에 페르미온과 보존의 변환같은 현상이다. 에너지가 질량으로 변한다는 아인쉬타인의 에너지질량등가의 E=mc^2의 P=bc^2 과 같은 공식의 적용과 같다. 페르미온과 보존이 등가원리로 밝혀지면 대통일장이론이 완성된다고 보여진다. 힘을 만들어내는 소립자가 물질을 만드는 것은 에너지가 물질이 된다는 아인쉬타인 에너지질량등가원리을 그대로 대통일장이론에 적용한다는 의미이기도 하리라. 초대칭이론,초끈이론,M이론 등으로 대통일장이론을 완성하려는 후보에 아인쉬타인 에너지질량등가가 곧바로 '페르미온보존등가 원리' 전환될 수 있는 미국 국립표준기술연구소(NIST)와 콜로라도대학 공동연구소(JILA) 연구진의 귀중한 실험이였다. 물론 이런 의미에서 파쉬레이 실험적 상수해석의 물질현상 실험은 결정적으로 주요한 기초 실험이 될겨.
그 시나리오는 다음과 같다. 극저온 상태에서 페르미온 워터에 그 어떤 입자(가스)를 제거 했더니 보존과 혼합되듯 변하는 현상이 나타날 수 있고 임의 보존입자(기름) 두 개가 4차 마방진의 상수해석법에 따라 첫번째 보존을 극저온 상태에서 파쉬레이.페르미온 워터에 넣었더니 두번째 보존입자가 놓여질 위치가 나타나고 두번째 보존입자를 드디어 파쉬레이.페르미온 워터에 놓였더니 자발적으로 페르미온과 보존이 섞인다면 대통일장은 마방진으로 완성되는 이론임을 입증하는겨. 물론 나의 아마츄어적 과학의 가설이기는 하다.
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