ÇÙ¹°¸®? ÀÔÀÚ¹°¸®?




ÇÙ/ÀÔÀÚ¹°¸®ÀÇ ½ÃÃÊ´Â °í´ë ±×¸®½º¶ó°í ÇÒ ¼ö ÀÖ°ÚÁö¿ä. ±×´ç½Ã¿¡ ±×¸®½º öÇÐÀÚµéÀº ¿øÀÚ¶ó´Â °³³äÀ» »ý°¢ÇÏ¿´À¾´Ï´Ù. ¸ðµç ¹°ÁúÀ» ÂÉ°³°í ÂÉ°³¾î °¡¸é ¸¶Áö¸·¿¡ °¡¼­´Â ´õ ÀÌ»ó ÂÉ°³¾î ÁöÁö¾Ê´Â ±Ã±ØÀÇ ¹°ÁúÀÌ ÀÖ´Ù´Â °ÍÀÌÁö¿ä. ½Ã´ë°¡ È帣¸é¼­ ÀÌ ¿øÀÚ¶ó´Â ¿ë¾î´Â ¿©·¯ºÐµéµµ ´Ù ¹è¿üµíÀÌ ¼ö¼Ò¿øÀÚ, ź¼Ò¿øÀÚ, »ê¼Ò¿øÀÚ, ¿ì¶ó´½¿øÀÚµîÀ» ÁöĪÇÏ´Â ¸»·Î ±»¾î Á³À¾´Ï´Ù.

ÇÏÁö¸¸ 20¼¼±â¿¡ µé¾î¼­¸é¼­ ÀÌ·¯ÇÑ ¿øÀڵ鵵 ´Ù½Ã ¾ç¼ºÀÚ, Áß¼ºÀÚ ±×¸®°í ÀüÀÚ·Î ÀÌ·ç¾î Á® ÀÖ´Ù´Â °ÍÀ» ¹ß°ßÇÏ¿´À¾´Ï´Ù. ¹®Á¦´Â ¿©±â¼­ ³¡³ªÁö ¾Ê°í, ¾ç¼ºÀÚ, Áß¼ºÀڵ鵵 ´Ù½Ã ÄõÅ©µéÀÌ ¸ð¿©¼­ ÀÌ·ç¾îÁ® ÀÖ´Ù´Â »ç½ÇÀ» ½ÇÇèÀûÀ¸·Î È®ÀÎÇÏ¿´À¾´Ï´Ù. ÇöÀç±îÁö´Â Á¦°¡ ¾Æ´Â ÇÑ ÄõÅ©µéµµ ´Ù½Ã Àú ÂÉ°³¾î Áú¼ö ÀÖ´Ù´Â Áõ°Å´Â ¹ß°ßµÇÁö ¾Ê¾ÒÀ¾´Ï´Ù.

½ÇÇè±â¼úÀÌ ¹ß´ÞÇϸ鼭 Áö±Ý±îÁö´Â ÀÚ¿¬°è¿¡¼­ °üÂûµÇÁö ¾Ê¾Ò´ø ¼ö¸¹Àº »õ·Î¿î ¹°ÁúµéÀÌ ½ÇÇè½Ç¿¡¼­ ¹ß°ßµÇ¾ú´Âµ¥ ÀÌÁ¦´Â ´ëºÎºÐÀÇ Çö»óµéÀ» Ç¥Áظ𵨷Π¼³¸íÇÒ ¼ö ÀÖÀ¾´Ï´Ù. ÀÌ Ç¥Áظ𵨿¡ µû¸£¸é ÀÚ¿¬°èÀÇ ¸ðµç ¹°ÁúÀº ÄõÅ©(quarks), °æÀÔÀÚ(leptons) µé·Î ±¸¼ºµÇ°í ±× ÀÔÀÚµé »çÀÌÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ëÀº °ÔÀÌÁöÀÔÀÚ(gauge bosons)µé¿¡ ÀÇÇÏ¿© »ý°Ü³³´Ï´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ °á·Ð¿¡ À̸£°Ô µÈ °ÍÀº ¼ö ¸¹Àº °í¿¡³ÊÁö ¹°¸®ÇÐÀÚ (½ÇÇè+ÀÌ·Ð)µéÀÇ ³ë·ÂÀÇ °á°úÀÌÁö¿ä.

Àΰ£ÀÇ ÀÚ¿¬°è¿¡ ´ëÇÑ Áö½ÄÀÌ ´Ã¾î³ª¸é¼­ ¼ÒÀ§ ¸»ÇÏ´Â ÇÙ/ÀÔÀÚ¹°¸®ÀÇ ºÐÈ­°¡ ÀÌ·ç¾î Á³À¾´Ï´Ù. ¹°·Ð ÇÙ/ÀÔÀÚ¹°¸®ÀÇ ±¸ºÐÀÌ Èæ/¹éó·³ ºÐ¸íÇÒ ¼ö´Â ¾ø°ÚÁö¿ä. ÀÏ·ÃÀÇ ¹°¸®ÇÐÀÚµéÀº ±×¸®½º öÇÐÀÇ ¿øÀÚ°³³äÀ» µû¶ó¼­ ÀÚ¿¬°è¸¦ ±¸¼ºÇÏ´Â ±âº»¹°ÁúµéÀÌ ´õ ÀÖÁö´Â ¾ÊÀºÁö ¿¬±¸Çϱ⠽ÃÀÛÇÏ¿´À¾´Ï´Ù. ÇöÀç º» ¹°¸®Çаú¿¡¼­µµ ±è¼±±â±³¼ö´Ô²²¼­´Â ¼ÒÀ§ ¸»ÇÏ´Â ¾ÏÈæ¹°ÁúÀ» ã°í °è½Ê´Ï´Ù. ¶Ç ´Ù¸¥ ¹°¸®ÇÐÀÚµéÀº ±âÁ¸¿¡ ¹ß°ßµÈ ±âº»ÀÔÀÚµé »çÀÌÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ëÀ» Á»´õ ÀÚ¼¼È÷ ¿¬±¸ÇÏ°í ÀÖÀ¾´Ï´Ù. Ç¥Áظðµ¨ÇÏ¿¡¼­ Àΰ£ÀÇ °ÅÀÇ 90%´Â ÀÌÇØÇÏÁö¸¸ ¾ÆÁ÷µµ ³ª¸ÓÁö 10%´Â Àß ¸ð¸£°í ÀÖÀ¾´Ï´Ù. ¿¹¸¦ µé¸é Áö±Ý±îÁöµµ Áß¼º¹ÌÀÚ´Â Áú·®ÀÌ ¾ø´Ù°í »ý°¢ÇØ ¿Ô´Âµ¥ ÃÖ±Ù¿¡ ±è¼öºÀ±³¼ö´Ô²²¼­´Â Áß¼º¹ÌÀÚÀÇ Áú·®ÀÌ ÀÖ´Ù´Â °ÍÀ» ½ÇÇèÀ¸·Î º¸¿´À¾´Ï´Ù. ±×¿Ü¿¡µµ ¾ÆÁ÷ ¾Ë·ÁÁöÁö ¾ÊÀº ÀÔÀÚµéÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ëÀ» ã±âÀ§ÇÏ¿© ¸¹Àº ¿¬±¸°¡ ÁøÇàÁß¿¡ ÀÖÀ¾´Ï´Ù.

±×·³ ÇÙ¹°¸®¿¡¼­´Â ¹«¾ùÀ» ÇÒ±î¿ä? ¾ç¼ºÀÚ¿Í Áß¼ºÀÚ°¡ ÄõÅ©µé·Î ÀÌ·ç¾îÁ® ÀÖ°í ¶ÇÇÑ ÄõÅ©µé°£ÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ëµµ ¾çÀÚ»ö¼ÒÀÌ·Ð (Quantum Chromo Dynamics,QCD)¸¦ ÅëÇÏ¿© ¼³¸íÇÒ¼ö ÀÖÀ¸³ª ¾ÆÁ÷±îÁöµµ ¾ç¼ºÀÚ ¶Ç´Â Áß¼ºÀھȿ¡¼­ ¼¼°³ÀÇ ÄõÅ©µéÀÌ ¾î¶»°Ô »ì°í ÀÖ´ÂÁö Àß ¾Ë·ÁÁ® ÀÖÁö ¾Ê½À´Ï´Ù. ´©±º°¡ Áú¹®ÇϽðÚÁö¿ä. ÄõÅ© ¼¼°³·Î µÇ¾îÀִ°͵µ ¾Ë°í ¶Ç ÄõÅ©°£ÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ëµµ ¾Æ´Âµ¥ ¿Ö Ç®¼ö°¡ ¾ø³Ä°í. QCDÀÇ ¾î·Á¿òÀº ±× ÀÌ·ÐÀÇ ºñ¼±Çü¼º¿¡¼­ ±âÀÎÇÕ´Ï´Ù. ¹°·Ð Àΰ£ÀÇ Áö½ÄÀÌ ¹ß´ÞÇÏ¸é ¾ðÁ¨°¡´Â ºñ¼±ÇüÀ̷еµ ½±°Ô Ç® ¼ö ÀÖ´Â ³¯ÀÌ ¿À°ÚÁö¿ä. ÇÏÁö¸¸ Áö±ÝÀº ¾î¶² Ư¼ö »óȲ (¸Å¿ì ³ôÀº ¿¡³ÊÁö, ¶Ç´Â ¸Å¿ì ³·Àº ¿¡³ÊÁö)¿¡¼­¸¸ QCD¸¦ Ç® ¼ö ÀÖÀ¾´Ï´Ù. Àú¸¦ Æ÷ÇÔÇÑ ÀÏ·ÃÀÇ ¹°¸®ÇÐÀÚµéÀº ÀÌ·¸°Ô QCD¸¦ ÅëÇÏ¿© ¾ç¼ºÀÚ,Áß¼ºÀÚµéÀÌ ¾î¶»°Ô ±¸¼ºµÇ¾î ÀÖ´ÂÁö ÀÌÇØÇÏ·Á°í ³ë·ÂÇÏ°í ÀÖÀ¾´Ï´Ù. ¹ÙµÏÀÇ ¿¹¸¦ µéÀÚ¸é ¹ÙµÏÀÇ ±âº» ±ÔÄ¢Àº Àß ¾Ë·ÁÁ® ÀÖÁö¸¸ ¾Æ¹«³ª Á¶ÈÆÇö 9´Üó·³ ¹ÙµÏÀ» µÑ ¼ö´Â ¾ø°ÚÁö¿ä.

¶ÇÇÑ ÀÏ·ÃÀÇ ÇÙ¹°¸®ÇÐÀÚµéÀº ±â¹¦¹°Áú(strangeness)¸¦ ¿¬±¸ÇÏ°í ÀÖÀ¾´Ï´Ù. º¸ÅëÀÇ ¹°ÁúµéÀº ¸ðµÎ u ÄõÅ©¿Í d ÄõÅ©·Î ±¸¼ºµÇ¾î Àִµ¥, ÀÌ ±â¹¦¹°ÁúµéÀº s ÄõÅ©¸¦ Æ÷ÇÔ ÇÏ°í ÀÖÀ¾´Ï´Ù. ÀÌ ±â¹¦¹°ÁúµéÀ» ¿ì¸®ÁÖº¯ÀÇ ÀÚ¿¬°è¿¡¼­´Â Á¸ÀçÇÏÁö ¾Ê°í ÃÖ±ÙÀÇ À̷п¡ ÀÇÇϸé Áß¼ºÀÚº° ³»ºÎ¸¦ ±¸¼ºÇÏ°í ÀÖ´ä´Ï´Ù (ºÎ»ê´ë ÀÌâȯ±³¼ö´Ô). ÀÌ ±â¹¦¹°Áúµé¿¡ ´ëÇÏ¿©´Â ¾ÆÁ÷µµ ¸ð¸£´Â °ÍÀÌ ´õ ¸¹À¾´Ï´Ù. ¾ç¼ºÀÚ³ª Áß¼ºÀÚó·³ ±× ±¸¼ºµµ ¾Ë°í ±¸¼º¿ø°£ÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ëµµ ¾ËÁö¸¸ QCD¿¡¼­ Ç® ¼ö°¡ ¾ø´Â °ÍÀÌÁö¿ä. ¹æÇüÂù ±³¼ö´Ô²²¼­ ÀÌ ±â¹¦¹°ÁúµéÀ» ¿¬±¸ÇÏ°í °è½Ê´Ï´Ù. ÀÌ ±â¹¦¹°Áúµé¿¡ ´ëÇÏ¿© ´õ ¸¹Àº °ÍÀ» ¾Ë°Ô µÇ¸é °ð¹Ù·Î Áß¼ºÀÚº°ÀÇ À̷п¡ ÀÌ¿ëÇÒ ¼ö À־ ÃÖ±Ù¿¡ ¸¹Àº °ü½ÉÀ» ¸ðÀ¸°í ÀÖÀ¾´Ï´Ù.

ÇÑÆíÀ¸·Î´Â ÀüÅëÀûÀ¸·Î ÇÙ¹°¸®ÇÐÀ¸·Î ¿©°ÜÁö´Â Àú¿¡³ÊÁö ÇÙ¹°¸®Çп¡¼­µµ ¿¬±¸°¡ È°¹ßÇÕ´Ï´Ù. ±èÁ¾Âù±³¼ö´Ô²²¼­´Â ¿øÀÚÁú·®ºÐ¼®±â¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ¿© °í°íÇÐ(ź¼Ò¿¬´ëÃøÁ¤)¿¡µµ ÀÌ¿ëÇÏ°í °è½Ê´Ï´Ù. ¶ÇÇÑ ¿ìÁÖ»ý¼ºÈÄ ¿©·¯°¡Áö ¹°ÁúµéÀÌ ¸¸µé¾îÁö´Â °úÁ¤(nucleo-synthesis), ¶Ç´Â Áö±Ý ±îÁö´Â °üÂûµÇÁö ¾Ê¾Ò´ø Èñ±Íµ¿À§¿ø¼Ò¸¦ ¸¸µé°í ¶Ç ±× Ư¼ºÀ» ÃøÁ¤ÇÏ´Â ¿¬±¸µµ È°¹ßÈ÷ ÁøÇàµÇ°í ÀÖÀ¾´Ï´Ù.

°í¿¡³ÊÁö¹°¸®¿¡¼­ ÇÙ/ÀÔÀÚ¹°¸®¸¦ ±¸ºÐÇÏ´Â °ÍÀº ½±Áö ¾Ê½À´Ï´Ù. ¿¹¸¦ µé¾î ¾ç¼ºÀÚ/Áß¼ºÀÚÀÇ ¿¬±¸´Â 20³âÀü¿¡´Â ÷´ÜÀÔÀÚ¹°¸®¿´Áö¸¸ Áö±ÝÀº ÇÙ¹°¸®°¡ µÇ¾úÀ¾´Ï´Ù.