ÇÙÀÇ ±¸Á¶


ÇÙÀÚµéÀÇ °áÇÕ

Á¦ 3ÀÇ »õ·Î¿î ÈûÀÌ Á¸ÀçÇÑ´Ù.
photo

À¯Ä«¿Í(Hideki Yukawa: 1907~1981)_ÇÙ·ÂÀ» ¹ß°ßÇÏ¿© ÀϺ»ÀÎÀ¸·Î¼­´Â ÃÖÃÊ·Î 1949³â ³ëº§»óÀ» ¹Þ¾Ò´Ù.

ÇÙÀÌ ÇÙÀڵ鳢¸® ¹¶Ãļ­ Çü¼ºµÇ±â À§Çؼ­´Â ´ç½Ã±îÁö ¾Ë·ÁÁ³´ø Áß·ÂÀ̳ª ÀüÀÚ±â·ÂÀÌ ¾Æ´Ñ »õ·Î¿î ÈûÀÇ µµÀÔÀÌ ÇÊ¿äÇØÁ³´Ù. ÀÌ ÈûÀº ¾ç¼ºÀÚ³¢¸®ÀÇ Á¤Àü±âÀûÀÎ ¹Ý¹ß·ÂÀ» ±Øº¹Çϱâ À§Çؼ­´Â ÇÙÀÇ Å©±â Á¤µµ¿¡¼­ ¹ÌÄ¡´Â ÈûÀÌ À̺¸´Ù ÈξÀ Ä¿¾ß ÇÑ´Ù. ÀÌ »õ·Î¿î ÈûÀº ÀϺ»ÀÇ ¹°¸®ÇÐÀÚ À¯Ä«¿Í(Hideki Yukawa)¿¡ ÀÇÇØ 1935³â ¹ß°ßµÇ¾ú°í, À̸¦ ÇÙ·ÂÀ̶ó ÇÑ´Ù.

ÇÙ·ÂÀº ¾ç¼ºÀÚ¿Í Áß¼ºÀÚ¸¦ ºÐ°£ÇÏÁö ¾Ê°í ÀηÂÀ¸·Î ÀÛ¿ëÇÑ´Ù.

ÇÙ·ÂÀÇ ÀÔÀå¿¡¼­ ¾ç¼ºÀÚ³ª Áß¼ºÀÚ´Â ÀüÀûÀ¸·Î µ¿ÀÏÇØ º¸ÀδÙ. Áú·®ÀÇ Â÷ÀÌ°¡ ¾à°£ ÀÖ´Â °ÍÀº ÀüÇϸ¦ °¡Áö°Å³ª °¡ÁöÁö ¾ÊÀº Â÷ÀÌ¿¡¼­ ¿À´Â °ÍÀ¸·Î º¸ÀδÙ. ÀÌ ÈûÀÇ ±Ù¿øÀº ¾ç¼ºÀÚ³ª Áß¼ºÀÚ¸¦ ±¸¼ºÇÑ´Ù°í ¹Ï¾îÁö´Â ÄõÅ©µé ³¢¸® ÀÛ¿ëÇÏ´Â ÈûÀÌ´Ù. óÀ½¿¡ À¯Ä«¿Í¿¡ ÀÇÇØ ÀÌ ÈûÀÌ Á¦¾ÈµÇ¾úÀ» ¶§¿¡´Â Áß°£ÀÚ¶ó´Â »õ·Î¿î Á¾·ùÀÇ ÀÔÀÚ°¡ ÈûÀ» ¸Å°³ÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î »ý°¢ÇÏ¿´À¸³ª ÇÙ·ÂÀÇ ±¸Á¶¸¦ ¼³¸íÇÏ´Â ¾çÀÚ»ö¿ªÇÐÀº ±Û·ç¿Â(gluon)À̶ó´Â ÀÔÀÚ¸¦ µµÀÔÇÏ¿© À̸¦ º¸´Ù Á¤±³ÇÏ°Ô ¼³¸íÇÏ°í ÀÖ´Ù.

ÇÙ·ÂÀº °¡±î¿î °Å¸®±îÁö¸¸ ÀÛ¿ëÇÏ°í ¸Ö¾îÁö¸é ±Þ°ÝÇÏ°Ô ÈûÀÇ Å©±â°¡ ¾àÇØÁø´Ù.

ÇÙ·ÂÀÌ Áß°£ÀÚ¶ó´Â Áú·®À» °¡Áø ÀÔÀÚÀÇ ±³È¯¿¡ ÀÇÇØ »ý°Ü³ª±â ¶§¹®¿¡ Áß·ÂÀ̳ª ÀüÀÚ±â·ÂÀÇ °Å¸®ÀÇ Á¦°ö¿¡ ¹Ýºñ·ÊÇÏ´Â Èû°ú´Â ´Þ¸® °Å¸®°¡ ¸Ö¾îÁö¸é Áö¼öÇÔ¼öÀûÀ¸·Î ÈûÀÇ Å©±â°¡ ÁÙ¾îµå´Â Ư¼ºÀ» °®´Â´Ù. µÎ ÇÙÀÚ »çÀÌÀÇ °Å¸® $r$¿¡ ´ëÇÑ À§Ä¡¿¡³ÊÁö´Â À¯Ä«¿Í ÆÛÅÙ¼È(Yukawa potential)·Î ´ÙÀ½°ú °°´Ù.. \[ \begin{equation} \label{eq1} U(r) = - g^2 \frac{e^{-r/r_c}}{r} \end{equation} \] ¿©±â¼­ \[ r_c = \frac{\hbar}{m_\pi c} \approx 1.5 ~ \mathrm{fm} \] ÀÌ°í, $m_\pi$Àº Áß°£ÀÚÀÇ ÇϳªÀÎ ÆÄÀÌ¿ÂÀÇ Áú·®ÀÌ´Ù. ¸Å°³µÇ´Â ÈûÀÇ Å©±â¸¦ °áÁ¤ÇÏ´Â $g$´Â \[ g^2 \approx 15 \hbar c \] À¸·Î ÁÖ¾îÁø´Ù. µû¶ó¼­ ÀÌ ÈûÀº °¡±î¿î fm Á¤µµÀÇ °Å¸®¿¡¼­´Â ¾ç¼ºÀÚÀÇ Á¤Àü±âÀû ¹Ý¹ß·Âº¸´Ù ÈξÀ Å©Áö¸¸ °Å¸®°¡ ¸Ö¾îÁö¸é ±Þ°ÝÇÏ°Ô ÁÙ¾îµç´Ù.

ÇÙ·ÂÀº ´Ù¸¥ »óÈ£ÀÛ¿ë¿¡ ºñÇÏ¿© Á¦ÀÏ °­ÇϹǷΠ"°­ÇÑ»óÈ£ÀÛ¿ë"À̶ó°íµµ ÇÑ´Ù.

ÀÚ¿¬¿¡¼­ ´Ù¸¥ °Íó·³ º¸ÀÌ´Â ¿Â°® Á¾·ùÀÇ ÈûÀ» ºÐ¼®Çغ¸¸é ½ÇÁ¦·Î ±âº»ÀûÀÎ ÀÔÀÚ°¡ °¡Áö°í ÀÖ´Â ¸î °¡Áö Á¾·ùÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ëÀÇ °á°ú¶ó´Â °ÍÀ» ¾Ë°Ô µÈ´Ù. Áú·®À» °¡Áø ÀÔÀڵ鳢¸® ÀÛ¿ëÇÏ´Â Áß·ÂÀ» Á߷»óÈ£ÀÛ¿ëÀ̶ó°í ÇÏ°í, ÀüÇϸ¦ °¡Áø ÀÔÀڵ鳢¸® ÀÛ¿ëÇÏ´Â ÀüÀÚ±â·ÂÀ» ÀüÀÚ±â»óÈ£ÀÛ¿ëÀ̶ó°í ÇÑ´Ù. ¸¶Âù°¡Áö·Î ÇÙ·ÂÀº ÀÛ¿ëÇÏ´Â ÈûÀÇ Å©±â°¡ °¡Àå Å©¹Ç·Î °­ÇÑ»óÈ£ÀÛ¿ë(strong interaction)À̶ó ÇÑ´Ù.

ÇÙ·ÂÀ» ¸Å°³ÇÏ´Â Áß°£ÀÚÀÇ Á¸Àç°¡ ÇÊ¿äÇÏ´Ù.

ÇÙÀÚ°¡ Áß°£ÀÚ¶ó´Â »õ·Î¿î Á¾·ùÀÇ ÀÔÀÚ¸¦ ¼­·Î ÁÖ°í¹ÞÀ¸¸é¼­ ÀÌ °úÁ¤¿¡¼­ ÀηÂÀÌ »ý°Ü³ª´Â °ÍÀ¸·Î ÀÌÇصȴÙ. ÀÌ´Â Áú·®À» °¡Áø ÀÔÀÚ°¡ Áß·ÂÀÚ¸¦, ÀüÇϸ¦ °¡Áø ¹°Ã¼°¡ ±¤ÀÚ¸¦ ¸Å°³·Î ÇÏ´Â °úÁ¤°ú À¯»çÇÏ´Ù.

Çٷ¿¡ ÀÇÇØ ¾ç¼ºÀÚµé°ú Áß¼ºÀÚµéÀÌ ÇÙÀ» Çü¼ºÇÏ°Ô µÈ´Ù.

ÇÙ·ÂÀÌ °¡±î¿î °Å¸®¿¡¸¸ Å©°Ô ÀÛ¿ëÇÏ°í, ¾ç¼ºÀÚ³¢¸®´Â ¸Õ °Å¸®¿¡¼­ ¹Ý¹ß·ÂÀÌ ¿ì¼¼ÇØÁö¹Ç·Î ÀÌ°ÍÀÌ ÇÙÀÌ ¸¸µé¾îÁö´Â ¾ç»óÀ» °áÁ¤ÇÑ´Ù. Áï ÇÙÀº ±× Å©±â°¡ Ä¿Áö¸é ¸Ö¸® ÀÖ´Â ¾ç¼ºÀÚÀÇ ¼ö ¶ÇÇÑ ¸¹¾ÆÁ®¼­ ºÒ¾ÈÁ¤ÇØÁø´Ù. µû¶ó¼­ Áö±¸»ó¿¡¼­ ¹ß°ßµÇ´Â ÇÙÀÇ ÇÙÀÚ¼ö´Â ¸¹¾Æ¾ß 240 °³ Á¤µµÀÌ´Ù.

ÇÙÀÚ´Â µüµüÇÑ ±¸·Î »ý°¢ÇÒ ¼ö À־ ÇÑ°èÀÌ»ó °¡±î¿öÁú ¼ö ¾ø´Ù.

ÇÙÀÚ´Â ±× Å©±â°¡ 0.7 fm Á¤µµ µÇ´Â µüµüÇÑ ±¸·Î »ý°¢ÇÒ ¼ö À־ ÀÌ ¹üÀ§±îÁö ´Ù°¡¿À¸é ¾ÆÁÖ °­ÇÑ ÈûÀ¸·Î ¹Ð¾î³½´Ù. µû¶ó¼­ \eqref{eq1} ½ÄÀÇ ÇÙ·ÂÀº À̺¸´Ù ¸Õ °Å¸®¿¡¼­¸¸ ÀÛ¿ëÇÑ´Ù. ¶ÇÇÑ ÇÙ·ÂÀº °Å¸®°¡ ¸Ö¾îÁü¿¡ µû¶ó ±Þ°ÝÇÏ°Ô ÁÙ¾îµé¾î 2.0 fm ÀÌ»óÀÌ µÇ¸é °ÅÀÇ 0 ÀÌ µÈ´Ù. Áï 0.7 ~ 2.0 fmÀÇ ¹üÀ§¿¡¸¸ ³ªÅ¸³ª´Â °­ÇÑ ÀηÂÀ¸·Î ³ªÅ¸³ª´Â °ÍÀ¸·Î º¼ ¼ö ÀÖ´Ù.


_ ÀüÇÏ

Áß°£ÀÚ

ÇÙ·Â, Áï °­ÇÑ»óÈ£ÀÛ¿ëÀ» ¸Å°³ÇÑ´Ù.

À¯Ä«¿Í¿¡ ÀÇÇØ Á¦¾ÈµÈ ÆÄÀÌ¿Â(pion, $\pi$)Àº ¿©·¯ Áß°£ÀÚ ÁßÀÇ Çϳª·Î¼­ ÀÌ Áß¿¡¼­ Áú·®ÀÌ Á¦ÀÏ °¡º­¿î °ÍÀÌ´Ù. ÀϹÝÀûÀ¸·Î Áß°£ÀÚ(meson)´Â ÇÙ·ÂÀ» ¸Å°³Çϸ鼭 ±× Å©±â´Â ÇÙÀÚÀÇ 2/3 Á¤µµÀÌ´Ù. À̵éÀÇ ½ºÇÉÀº 0À̰ųª 1À» °¡Á®¼­ º¸¼Õ(boson)ÀÇ Åë°è¸¦ µû¸£°í, ¸ðµÎ ºÒ¾ÈÁ¤ÇÏ¿© ªÀº ½Ã°£¿¡ ºØ±«ÇÑ´Ù. ÀÌÁß¿¡¼­ °¡Àå °¡º­¿î °ÍÀÌ ÆÄÀÌ¿Â($\pi^0$)À¸·Î 135 MeVÀÇ Áú·®À» °¡Áö°í ÀÖ´Ù. ÀüÇÏ·®Àº +e, 0, -e¸¦ °¡Áö´Â ¼¼ Á¾·ù°¡ À־ À̸¦ °¢°¢ $\pi^+, \pi^0, \pi^-$À¸·Î Ç¥±âÇÑ´Ù. Áß°£ÀÚ´Â ÇöÀç±îÁö ¹ß°ßµÇ°Å³ª ¿¹°ßµÇ´Â °ÍÀÌ 140°³ Á¤µµ·Î¼­ ÀÌ Áß¿¡¼­ °¡Àå ¹«°Å¿î °ÍÀº 9.46 GeVÀÇ Áú·®À» °¡Áø ¾÷½Ç·Ð(upsilon, $\Upsilon$)ÀÌ´Ù.

Áß°£ÀÚ´Â ÇϳªÀÇ ÄõÅ©¿Í ÇϳªÀÇ ¹ÝÄõÅ©ÀÇ °áÇÕ»óÅÂÀ̸ç, ÄõÅ©·Î µÇ¾î ÀÖ´Â ÀÔÀÚµéÀ» ÅëĪÇÏ´Â °­ÀÔÀÚ(hadron)ÀÇ ÇϳªÀÌ´Ù. °­ÀÔÀÚ¶ó´Â À̸§Àº ÀÌ°ÍÀÌ ÁÖ·Î °­ÇÑ»óÈ£ÀÛ¿ëÀ» ÇÑ´Ù´Â ÀǹÌÁö¸¸ ½ÇÁ¦·Î ÀüÇϸ¦ °¡Áö°í ÀÖ´Â °æ¿ì¿¡´Â ÀüÀÚ±â»óÈ£ÀÛ¿ëÀ» ÇÏ°í, ¶ÇÇÑ ¾àÇÑ»óÈ£ÀÛ¿ëµµ ÇÑ´Ù. °­ÀÔÀÚÀÇ ´Ù¸¥ Á¾·ù·Î´Â ÄõÅ© ¼ÂÀ¸·Î µÇ¾î ÀÖ´Â ÁßÀÔÀÚ(baryon: ñìØ£í­)°¡ ÀÖ´Ù. ¿ì¸®ÀÇ ¿ë¾î·Î 'ñì'ÀÔÀÚ¶ó ÇÑ °ÍÀº ¹«°Å¿î ÀÔÀÚ¶ó´Â ¶æÀÌ´Ù. ÀÌ·¸°Ô ÄõÅ© µÑ·Î µÈ Áß°£ÀÚ°¡ ÄõÅ© ¼ÂÀ¸·Î µÈ ÁßÀÔÀÚ »çÀÌ¿¡ ÇÙ·ÂÀ» ¸Å°³ÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î º¼ ¼ö ÀÖÁö¸¸ º¸´Ù ±Ùº»ÀûÀ¸·Î´Â ÄõÅ©µéÀÌ ±Û·ç¿Â(gluon)À̶ó´Â ÀÔÀÚ¿¡ ÀÇÇØ ÈûÀÌ ¸Å°³µÈ °á°ú·Î º¼ ¼ö ÀÖ´Ù. ÇÙ·Â, º¸´Ù Æ÷°ýÀûÀÎ Àǹ̷ÎÀÇ °­ÇÑ»óÈ£ÀÛ¿ëÀ» À̵é ÄõÅ©¿Í ±Û·ç¿Â »çÀÌÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ëÀ¸·Î ¼³¸íÇÏ´Â ÀÌ·Ðü°è°¡ ¾çÀÚ»ö¿ªÇÐ(quantum chromodynamics: QCD)ÀÌ´Ù.

óÀ½ À¯Ä«¿Í´Â ÇÙ·ÂÀ» ¸Å°³ÇÏ´Â ÀÔÀÚ¸¦ 'mesotron'À̶ó°í ¸í¸íÇÏ¿´À¸³ª ÇÏÀÌÁ¨º£¸£±×°¡ 'meson'À¸·Î ¼öÁ¤ÇÏ¿´´Ù. Áß°£ÀÚ´Â À¯Ä«¿Í°¡ ¿¹°ßÇÑ Áú·®¿¡ °¡±î¿î °ªÀ» °¡Áø °ÍÀ¸·Î 1947³â ¹ß°ßµÇ¾î À¯Ä«¿Í´Â ±×·ÎºÎÅÍ 2³â ÈÄÀÎ 1949³â ÀϺ»ÀÎ ÃÖÃÊ·Î ³ëº§¹°¸®ÇлóÀ» ¼ö»óÇß´Ù. ±×ÈÄ ¸¹Àº Á¾·ùÀÇ Áß°£ÀÚ°¡ ¹ß°ßµÇ¾î óÀ½ ¹ß°ßµÈ ÀÔÀÚ¸¦ ÆÄÀÌ¿ÂÀ¸·Î ¸í¸íÇÏ°í, Áß°£ÀÚ´Â ±×·¯ÇÑ Á·¼ÓÀÇ À̸§ÀÌ µÇ¾ú´Ù. ¾Æ¿ï·¯ ¾ç¼ºÀÚ¿Í Áß¼ºÀÚ°¡ ¼ÓÇÏ´Â ÁßÀÔÀÚµµ ¼ö¸¹Àº Á¾·ù°¡ ¹ß°ßµÇ¾î À̵éÀÌ ¸ðµÎ º¸´Ù ´õ ±Ùº»ÀûÀÎ ÀÔÀÚ·Î µÇ¾î ÀÖ´Ù´Â °ÍÀÌ ¸íÈ®ÇØÁ³´Ù.


_ ÇÏÀÌÁ¨º£¸£±×_ ¾àÇÑ»óÈ£ÀÛ¿ë_ º¸¼Õ_ ÀüÇÏ_ ½ºÇÉ



Copyright ¨Ï 1999~ physica.gnu.ac.kr All rights reserved