자연계의 네 가지 힘 [♣J] Forces

♣J

Forces

[1] Strong

Gluons  

[2] Electromagnetic

Photon 

[3] Weak

W & Z

[4] Gravitational

Graviton

Four forces are responsible for all of the interactions between particles. 

네가지 힘은 입자들 간의 상호작용의 원인이 된다.

Each force has an associated "carrier" (in red) that transmits the force between one particle and another. Relative strengths of the forces are also noted.

각각의 힘은 힘을 매개하는 매개입자(빨강으로 표시된)를 가진다. 또한 힘들 간의 상대적인 크기도 표시되어 있다. (강력을 1로 봤을 때 다른 힘의 크기가 얼마나 되는지 나타나 있다. 왜 이름이 강력인지 알 수 있다.)

많은 전자기학의 교과서의 초반부에 나오는 것이 전자기력과 중력의 세기 비교이다. 중력상수와 쿨롱상수의 크기 비교 및 질량과 전하량에 의한 두 힘의 크기가 10의 38제곱 배가 난다는 충격(?)적인 사실로 부터 전자기학은 시작한다. 그래서 그 정도 힘의 차이가 나는 전자기력의 세계에서는 중력은 무시될 수 있다.

스트링 이론으로 이 네가지 힘이 11차원에선가 통합되었다고 하는데 이러한 힘의 통합은 힘의 구분이 없었던 우주의 초기상태 연구에 도움이 될 것이다. 

또한 네 매개입자 중에 중력자(Graviton) 외 다른 입자는 모두 직간접적으로 확인되었다. 중력자의 확인을 위한 실험은 오래 전부터 계속 진행형이다. 워낙 크기가 작은 상호작용을 매개하는 입자라서 측정이 아주 어렵다고 한다. 아마도 가까운 미래의 노벨상 중의 하나는 중력자 발견에서 나올 것이다.

고전적 관점에서 네가지 힘이라고 부르지만 현대 물리학에서는 네가지 상호작용이라는 표현을 더 선호한다. 이는 단순히 뉴턴 역학에서 정의되는 힘으로만 설명하기 어려운 개념이 많이 존재하기 때문이며 모든 현상을 아우르는 상호작용이라는 표현이 더 적절하다고 할 수 있다. 하지만 더 널리 알려져 있고 떠올리기 쉽기때문에 힘이라는 표현도 병행해서 많이 사용되고 있다.