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입자물리학



입자물리학(Particle Physics)은 원자핵보다도 더욱 작은 크기에서 물질의 가장 근본적인 성질을 연구하는 학문입니다. 따라서 인류가 발명한 가장 강력한 망원경이라고 할 수 있습니다. 그 안을 들여다보면 우리가 보던 것과 매우 다른 세상을 볼 수 있습니다. 첫째로, 입자물리학(Particle Physics)은 상대성 이론과 양자 역학의 영향을 크게 받습니다. 따라서 전체 에너지가 보존되는 한, 입자는 생성되거나 파괴될 수 있고 여러 다른 상태로 동시에 존재할 수 도 있습니다. 더욱 놀라운 것은 전자기력, 약력, 강력 등 서로 다른 종류의 상호작용들이 대통합이론(Grand Unified Theory)으로 통합될 수 있다는 것입니다. 이로 인해, 세상은 더욱 간단하게 보이며 과학자들은 세상을 굉장히 쉽게 설명할 수 있는 Theory of Everything을 발견하기를 바랍니다. 이 과정에서 가장 어려운 것은 일반 상대성 이론의 영향을 받는 중력 상호작용을 다른 상호작용과 결합시키는 것입니다. 일반 상대성 이론은 양자 역학과 매우 달라 이론적으로도 함께 생각하기 어렵기 때문입니다.

 

매우 짧은 거리에서의 입자들의 상호작용을 연구하기 위해서는 매우 높은 에너지 영역을 다루어야 합니다. 이는 입자 가속기 분야나천체물리의 분야에서 달성될 수 있습니다. 우리는 또한 매우 이른 단계의 우주를 관찰함으로써 입자물리학(Particle Physics)을 공부할 수 있습니다. 왜냐하면 그 당시의 우주는 매우 높은 에너지의 뜨거운 플라즈마로 구성되었기 때문입니다. 우주론( cosmology)은 우리가 전체 우주 질량 밀도 중 5%만을 설명할 수 있다고 말합니다. 따라서 많은 여러 종류의 입자와 그들의 상호작용이 존재함은 분명합니다. 어쩌면 우리는 더욱 강력한 망원경이 필요할지도 모릅니다!


입자물리학(Particle Physics)을 공부하면서 Relativistic wave equations, QED, Quark model, QCD, Weak interaction, Electroweak unification 등을 배우게 됩니다.



주 교재로는

1) Francis Halzen, Alan D. Martin / Quarks & Leptons : An Introductory Course in Modern Particle Physics

2) Franz Mandl, Graham Shaw / Quantum Field Theory

3) Michael E. Peskin, Daniel V. Schroeder / An Introduction to Quantum Field Theory

4) David Griffiths / Introduction to Elementary Particles

5) Edward W. Kolb, Michael S. Turner / The Early Universe

를 추천합니다.