빅뱅 이후의 힘의 분화 [♣4] Electroweak Era

♣4

Electroweak Era

전자기 약력 영역

빅뱅 이후 10의 -10제곱초의 시간이 흐른 때. 온도는 10의 15제곱 켈빈 온도.

Weak nuclear force "freezes out": all 4 forces now distinct. 

약력은 아직 작동은 안하지만 네 힘이 구별이 되는 상태

(약력이 발현이 안 되었는데 구분이 된다고? 아마 전자기 약력에서 전자기력이 분리되어서 상대적으로 그렇게 보인다는 의미인가. 조금 애매한 표현으로 생각 됨.)

Antiquarks and quarks annihilate, leaving an excess of matter. W and Z bosons decay.

반쿼크와 쿼크들이 만나서 소멸되고 여분의 물질만 남음. W와 Z보손은 붕괴함.

우주가 뜨거웠던 초기에는 힘도 구분이 안되고 물질, 반물질들이 따로 놀았는데 점점 우주가 식어감에 따라 힘들이 네개로 분화되면서 점점 선명해져 갔고 자체 에너지가 줄어든 물질, 반물질들이 만날 기회가 많아지면서 소멸해 갔다.

앞 서 여러번 말했고 LHC가 풀고자하는 숙제 중의 하나가 왜 물질이 반물질보다 많는가이다. 이 것은 물리의 중요한 개념 중의 하나인 대칭과도 관련된 문제이며 현대의 물리학은 깨진 대칭으로 그 것을 설명하고 있다. 

이 대칭깨짐 설명에 결정적 공헌을 한 이가 남부 교수인데 2008년에 이 공로로 노벨상을 받는다. 좀 더 무거운 쿼크들에 대한 연구를 통해 2008년에 노벨상을 공동 수상한 두 명의 일본 물리학자들도 남부 교수의 이론을 공부하며 자란 세대이다.

호킹이 한국에 왔을 때 KIAS인가에 가서 강의를 들은 적도 있는데 그 이후로 본 유명한 과학자가 남부교수이고 또한 내가 처음 본 노벨상 수상자였다. 그런데 이 동네에서 여러번 강연회를 하고 학회 때, 심지어 우리 연구소 세미나 때도 와서 발표를 하곤하니 도무지 신비감이라곤 없어져버렸다.

그래도 유가와 히데키와 도모가와 신이치로와 더불어 현 일본 물리학자의 대선배이자 정신적 지주 역할을 하고 있다고 볼 수 있겠다. 지금 핵 및 입자 물리학계의 리더들 대부분이 다 이 세명의 제자이거나 직간접적으로 가르침을 받았다고 해도 과언이 아니다. 계보와 학파를 이야기 하려면 또 길므로 언제 기회가 있으면 논하도록 하자.

2009년의 노벨상 수여 제목이 바로 "A Passion for Symmetry"였고 최근(?) 발행된 남부교수의 논문집의 제목이 바로 "BROKEN SYMMETRY"이다.