천문연구원에서 은폐된 우주진실로 인해 발생하는 경제적 피해는, 35조원 이상에 이를 정도로 매우 심각하다!

12회까지는 우주에 대한 전체적인 이해를 돕기 위한 진실을 전달했다. 13회부터는 천문연구원이 수년 동안 답변을 회피(꾀를 부려 마땅히 져야 할 책임을 지지 아니함)하며 은폐하고 있는 우주 진실들을 부분별로 집중하여 전하고자 한다.

우주질량의 실제진실, 암흑에너지의 진실, 암흑물질의 진실, 우주탄생의 진실, 블랙홀의 진실, 중력의 진실, 우주질량-중력-밀도-온도의 메커니즘, 은하의 기원 및 형성의 진실, 원자 시스템에서 복제된 우주의 진실, -입자의 진실, 미시세계의 진실.

3,300페이지(표준도서 11권 분량) 이상에 이르는 이 진실들은 우리 한민족-대한민국에서 세계 최초로 밝혀졌는데, 20명 이상의 많은 노벨상수상자들을 배출한 일본인들로부터 우리 한국인들은 노벨과학상수상자를 단 한명도 배출하지 못한 삼류민족으로 비하되고 있다.

이 현실에 안타까운 마음마저 없다면 영혼이 없는 좀비와 무엇이 다르겠는가?

아울러 천문연구원은 더 이상 이 진실을 은폐하지 말고, 속히 진실의 답변을 하길 촉구한다. 국민의 세금으로 우주진실을 밝혀야 할 천문연구원이 우주진실을 은폐한다는 것은 결코 용납될 수 없는 중대사건이다. 그로 인한 경제적 피해가 35조원 이상에 이를 정도로 매우 심각하다. 그 엄중한 피해를 종식시키기 위해 이 진실을 연재로 밝힌다.

 

 

입자의 발견

 

교통사고에서 뺑소니 사고가 발생했다면, 그 도로에 남겨진 도주차량의 흔적은 결정적인 증거가 된다. 과학탐구에서도 이 같은 흔적은 결정적인 증거가 된다. 범죄의 흔적이 사건 해결에 아주 중요한 증거가 되듯이, 입자물리학에서도 그 흔적을 찾을 수 있다면, 눈에 보이지 않는 미시세계의 진실도 밝혀낼 수 있는 것이다.

가끔 하늘에서 비행기가 지나간 자리에 길게 생겨난 흰 구름의 모습을 볼 수 있다.

하늘은 아주 추운 환경이다. 그래서 비행기의 배기가스 속에 포함된 수증기가, 주변의 차가운 공기 때문에 냉각되면서 흰 구름을 만들어내는 것이다.

높은 상공일수록 과포화 상태가 쉽게 되기 때문에 비행운이 잘 만들어지는데, 입자물리학에서도 차가운 과포화 상태를 만들어주면 주변을 지나가는 아주 작고 빠른 입자들의 흔적을 확인할 수 있다.

국립과천과학관 기초과학관에는 관찰조의 크기가 400*400mm이며, 깊이는 60mm인 상설전시용으로 제작된 확산형 안개상자가 있다. 그 안개상자의 작동원리는 우선 상판의 히터 유리를 데우고 알루미늄 바닥판을 냉각함으로써 관찰조의 급격한 온도차이(60)를 만들어 낸다. 그렇게 하면 관찰조 상부에서는 따뜻하기 때문에 기화한 에탄올이 포화 상태가 되고, 차가운 하부에는 두께가 약 20mm에 이르는 과포화 상태의 에탄올 기체층이 만들어진다.

이때 과포화 기체층에 방사선이 통과하면 통과하는 길을 따라 이온들(질소 이온이나 산소이온)이 에탄올 분자를 응축하여 안개를 만들면서 비행기구름과 같은 방사선 비적을 남긴다.

 

위 사진(출처: 국립과천과학관)의 비적 중에 비교적 두꺼운 직선형태의 비적은 알파선이 이동한 흔적이고, 거미줄 모양의 가는 비적들은 베타선이 이동한 흔적이다. 이처럼 가로, 세로 40cm의 좁은 관찰조 내에 생기는 방사선의 비적 수는 초당 수십 개에 이른다.

1911년 스코틀랜드 출신의 영국 기상물리학자 윌슨이 발명한 안개상자는, 바로 이 흔적을 찾는 장치이다. 안개상자는 과포화 된 알코올 증기 안을 알파입자, 베타입자, 우주선(우주에서 날아오는 빛-입자) 등이 지나가면서, 그 길을 따라 비행운처럼 궤적이 보이는 원리를 이용해 만들어졌다. 윌슨은 입자물리학의 획기적인 발명품인 그 안개상자를 만들어, 1927년에 노벨 물리학상을 받았다.

5000m 상공에 띄운 기구의 안개상자에서 우주로부터 날아오는 방사선이 발견되었는데, 그것이 우주선 연구의 시작이 되었다. 미국의 물리학자 칼 앤더슨과 영국의 물리학자 블래킷이 그 안개상자를 이용하여, 양전자를 발견하여 노벨상을 받기도 했다. 그 후 안개상자는 보다 더 정교한 거품상자로 진화하면서 우주선 연구에 크게 기여하였다.

공기나 또는 질소와 같은 기체가 들어 있는 안개상자 속은 밀도가 낮기 때문에, 에너지가 큰 입자는 거의 아무런 반응도 일으키지 않은 채로 통과해 버린다. 1954년에 완성된 캘리포니아 대학 버클리(Berkeley) 캠퍼스의 로렌스 방사연구소의 비버트론(bevatron)에서 나오는 6 GeV의 양성자 흔적을 완전히 찍자면, 100m 길이의 안개상자가 필요하다. 그리고 안개상자는 다시 동작시키려면 1분 이상의 시간이 필요하다. 언제 올지 모르는 우주선 입자라면 문제가 없지만, 2초에 한 번씩 입자들을 쏟아내는 비버트론의 경우라면, 새로운 입자를 검출하는 효율이 아주 나빠지는 셈이 된다. 그러나 기체가 아닌 액체 속을 입자가 지나가게 하면, 밀도가 크기 때문에 훨씬 작은 것으로도 입자를 검출할 수 있다.

그 아이디어는 미시건 대학의 젊은 물리학자인 도날드 글레이저에게서 나왔다.

그날 글레이저는 머리를 식히려고 동료들과 함께 맥주를 마시고 있다가, 잔 위로 올라오는 맥주 거품을 보고 무릎을 쳤다고 한다. 액체는 온도가 올라가면 끓기 시작한다. 또한 반대로 압력을 내려주어도 끓는다. 액체가 끓으면 거품이 올라온다. 갑자기 압력을 내려 주어도 액체는 그대로 있지만 액체의 비등점은 올라간다.

이 같은 현상을 "과열" 상태라고 부르는데, 이때 방사성 입자와 같은 물체가 그 속을 지나가면 부분적으로 에너지가 주어짐으로, 입자가 지나간 자국을 따라 액체는 끓게 되고, 그 지나간 자국을 안개상자처럼 눈으로 볼 수 있게 된다.

글레이저는 그 아이디어를 실험해 보기 위해, 미국 원자력위원회와 과학재단에 연구비를 신청했지만 모두 거절당했다. 너무 추측뿐이라는 이유로, 학회지로부터도 논문의 접수조차 거절당했다. 하지만 그는 집요한 노력 끝에 크기가 3cm인 거품상자를 만들어, 선명한 흔적을 관찰할 수 있었다.

19534월 글레이저는 그 결과를 미국 물리학회 총회의 논문 발표장에서 발표했지만, 역시 거기서도 귀담아 들어 주는 사람이 없었다. 그때 다행이도 비버트론(입자가속기)을 제작한 루이 알바레즈의 눈에 띄었다. 알바레즈는 그런 종류의 입자 검출장치가 있었으면 하고 바라고 있었으므로, 두 사람은 곧 의견 일치가 되어 버클리 캠퍼스에서 대규모의 거품상자 제작이 이루어졌다.

그 공으로 글레이저는 1960년 노벨 물리학상을 수상했다. 그리고 알바레즈도 거품상자의 개량과, 그것을 사용한 여러 가지 실험으로 얻은 입자 물리학에 대한 공으로 1968년 노벨물리학상을 수상했다.

1911년 영국 기상물리학자 윌슨이 발명한 안개상자는 40년이 지난 후인 1952년에 개발되었다. 두 상자에 의한 입자 탐색의 기본적 원리는 같으나, 안개상자의 경우 액체방울로 이루어져 있고, 거품상자는 액체 안의 거품으로 되어 있다. 대표적인 거품상자로서 액체수소를 이용하는 것이 있는데, 매우 높은 압력과 영하 250o C 정도의 온도가 유지된다. 보통 들어오는 입사입자의 방향과 수직으로 일정한 자기장이 흐르게 한 뒤, 그로부터 생성된 하전 입자가 자기장에 의해 원운동을 하도록 유도한다.

거품 상자에 입사하는 입자는 가속기를 통하여 만들어진 하전입자(보통 양성자들)를 사용한다. 또는 우주로부터 우주선이라 불리는 수많은 입자가 지구 대기권으로 쏟아져 내려오는데, 이를 입사입자로 사용하기도 한다. 하전입자나 지구 대기권 밖에서 날아오는 입자들이 대기의 원자와 충돌하여 새로운 입자들이 생긴다.

입자가속기의 진공에서 전자나 양성자를 충돌시키면 그때 발생하는 에너지에 의해, 그 진공을 이루는 원-입자들이 결합하며 그 에너지 값에 해당한 질량을 가진 입자로 나타나는 것과 같은 이치이다. , 지구 대기권 밖에서 날아오는 입자들이 대기의 원자와 충돌하면서 발생하는 에너지에 의해, 우주무한공간을 이루고 있는 원-입자들이 결합하며 그 에너지 값에 해당한 질량을 가진 입자로 생성되는 것이다.

그 새로운 입자들이 상자 안으로 입사되어 액체 수소의 양성자들과 반응을 하게 된다.

 

위 사진은 액체 수소 거품 상자 내에서 관측된 첫 흔적이다. 증기로 채워지는 안개상자에 비해 거품상자는 흔히 액체 수소나 액체 중수소로 채워지는데, 그 액체의 밀도가 상대적으로 매우 크기 때문에 많은 핵반응을 자세히 관측할 수 있다. 이 장치는 1952년 미국의 핵물리학자 도널드 글레이저가 개발했다.

충돌을 시키는 비임과 충돌 후 생성된 여러 하전입자들이 상자 안을 지나면서 수소원자를 이온화 시킨다. 이온화되는 동안 상자안의 압력을 급속히 줄여주면, 이온화되는 과정의 경로가 나타나게 되는데 이를 카메라로 찍는다.

촬영된 사진은 충돌 후에 새로 생겨난 모든 하전 입자들의 경로를 담고 있고, 중성자와 같이 전기를 띄지 않은 입자의 경로는 사진 상에서 관찰할 수 없다. 자기장에 의해서 하전입자가 원운동 할 때 그 반경은 입자의 운동량에 비례하기 때문에 운동량의 측정이 가능할 뿐만 아니라, 전하의 종류에 따라 휘는 방향이 달라지기 때문에 하전 입자가 어떤 전기(-)를 띄었는지 알 수 있다.

사진에 나타난 궤적의 반경을 측정하고, 새로 생성된 입자의 질량을 계산할 수도 있다.

새로운 입자는 이미 발견된 입자들의 상호작용을 통하여 나타난다.

이 새로운 입자는 여태껏 보지 못한 새로운 성질과 질량을 갖는다. 왜냐하면 우주에서 날아오는 입자와 대기권의 입자가 충돌할 때의 에너지 환경이 모두 다르기 때문이다. 에너지는 물질의 씨앗이다. 아울러 그 에너지에 따라 우주무한공간을 이루고 있는 원-입자들이 결합하며, 그 에너지 값에 해당하는 질량을 가지고 새로운 입자로 나타난다.

그런즉, -입자들로 이루어진 우주무한공간이 토양이라면, 에너지는 그 토양에 뿌려지는 씨앗이다. 그런데 그 씨앗이 모두 다르다. 서로 다른 입자끼리 충돌할 때의 에너지 환경이 같을 수 없기 때문이다. 그래서 그 입자들끼리 충돌한 후에 새로 생겨난 입자는 여태껏 보지 못한 새로운 성질과 질량을 갖게 되는 것이다.

19세기 말엽부터 원자가 양성자와 중성자로 구성된 원자핵과, 그 주위를 돌고 있는 전자로 이루어졌다는 사실이 밝혀지기까지는 약 40년이 걸렸다. 1930년대에 이르러서야 그 실체가 밝혀졌으니 말이다. 그 외에 발견된 다른 입자들로는 광자와 +양의 전기를 띤 전자가 있다. 양전자는 전자와 성질은 거의 같으나, 전기만 반대로 양(+)인 입자이다.

양전자는 영국의 디랙(Dirac)에 의해 예견되었는데, 1932년에 미국의 앤더슨이 우주선을 이용한 실험에서 발견되었다. 양전자의 발견으로 전하를 가진 모든 입자에 대하여 전하가 반대이고 다른 모든 성질이 같은 반입자(反粒子)가 존재한다는 주장이 제기 되었다.

그런즉, 인공적으로 생성된 반양성자와 양성자가 충돌하면 서로 반응하며 붕괴된다.

전자와 양전자도 서로 충돌하면 붕괴된다.

하지만 자기장입자는 다른 극이 만나면 서로 끌어당기며 결합한다.

당시 과학자들은 양성자, 중성자, 전자, 양전자, 광자, 중성미자 등, 6개의 입자가 물질을 이루는 기본입자라고 간주했다. 하지만 그 구성만 가지고 원자핵 내부에 존재하는 힘의 근원을 규명할 수가 없었다.

그에 관해 일본 유카와 히데키는 흥미로운 논문을 내놓았다. 그 논문은 비록 불완전한 것이었지만, 원자핵에 관한 놀라운 아이디어를 제기하고 있었다. 그는 양성자와 중성자를 원자핵 속에 가두어 두는 힘이 무엇일까를 생각했다.

예를 들어 농구공을 서로 주고받는 두 선수는, 그 주고받는 농구공 때문에 서로 떨어질 수 없다. 농구공이 이 두 선수를 붙잡아 두고 있는 것처럼, 중성자와 양성자 사이를 오가며 두 입자를 핵 속에 붙잡아 두는 입자가 있고, 이것의 질량은 전자의 200배 정도가 되며, 양전기를 띤 것, 음전기를 띤 것, 그리고 전기를 전혀 띠지 않는 것 등의 중간자가 존재할 것이란 것이다.

그리고 중간자는 핵과 강한 상호작용을 해야 한다고 생각했다. 당시 그의 아이디어는 주목을 끄는 논문이었지만, 물리학자들에게는 그런 입자가 존재한다는 아무런 증거도 없었으므로, 하나의 흥미로운 발상으로만 받아 들여졌다.

그런데 먼 우주에서 유카와의 주장을 지지하는 증거가 나타났다. 지구 대기권에 날아드는 우주선-입자들 속에 나타난 존재였다. 1938년 미국의 물리학자인 칼 데이비드 앤더슨이 우주선-입자들 속에서 중간자의 사진을 얻은 것이다.

안개상자에서 발견된 그 중간자(뮤온), 전자보다 200배나 무거운 하전입자였다.

앤더슨은 그 입자를 유카와가 예언한 파이온으로 생각했다. 그리고 얼마 안 되어 세계는 2-대전의 소용돌이 속으로 빠져 들었다. 그 전쟁 중에 이탈리아의 물리학자들이 유카와가 예언한 중간자와, 앤더슨이 우주선 속에서 발견한 중간자는 동일한 것이 아님을 밝혀냈다.

그 뮤온은 핵과 강력에 의한 상호 작용을 하지 않았다. 뮤온은 질량 외의 모든 성질이 전자와 비슷하여 전자와 함께 같은 족의 입자로 분류되어, 이를 경입자(硬粒子)라 부른다.

뮤온의 수명은 약 200만 분의 1초로서, 생성되자마자 다른 입자로 붕괴한다. 불안정한 어떤 입자가 붕괴하여 새로운 입자를 생성하면, 이 새로운 입자의 질량은 붕괴 전의 처음 입자보다 작다. 그때까지 발견된 입자 중에 뮤온보다 질량이 작은 것은, 전자와 광자 그리고 중성미자뿐이었다.

광자들이 결합하여 중성미자가 되고, 그 중성미자들이 결합하여 전자가 되었듯이, 모든 입자는 질량이 작은 입자들로부터 조립된 것이므로, 그 입자가 붕괴될 때는 질량이 작은 순서대로 해체되는 것이다.

이탈리아 물리학자들은 그 진실을 밝히기 위해, 히틀러와 무솔리니의 파시스트정권에 저항운동을 하면서도 과학연구를 멈추지 않았다. 그리고 1949년 유카와 히데키에게 중간자 예언에 대한 공으로 노벨 물리학상이 주어졌다.

그럼 유카와의 입자와, 앤더슨의 입자는 무엇이 다른가?

그 의문에 영국 브리스톨 대학의 세실 파웰 교수가 진실을 밝혔다.

그는 원자핵 건판-하늘 판자라는 새로운 기술을 가지고, 하전 입자의 자국을 보는 기술을 개발했다. 사진 건판은 유리판 위에 취화은(臭化銀)과 젤라틴을 섞은 에멀젼(emulsion)을 바르고 빛에 노출시키면 환원된다. 이것을 현상액으로 현상하면 빛이 쪼인 부분은 희게 변하는 반면에, 빛을 쪼이지 않은 부분은 검게 변한다.

(일반사진의 경우에 인화지는 버라이타지(baryta paper)라고 하는 특수종이에 취화은(臭化銀) 등의 감광유제를 칠한 것으로, 빛을 받으면 색이 변화하여 필름에 담긴 피사물의 상이 그 위에 나타나게 된다.)

빛 대신에 전자, 알파입자, 양성자, 중간자와 같이 전기를 띠고 있는 입자를 쪼여도 같은 환원이 일어나는데, 그것을 현상해서 현미경으로 들여다보면 안개상자와 같이 입자가 지나간 흔적을 눈으로 볼 수 있다.

파웰은 1946년 이 원자핵 건판을 프랑스의 남부에 있는 고도 3,000미터의 피크 디 미디 산 정상에 가지고 가서 우주선에 노출시켰다. 그리고 그 건판을 영국으로 가져가 현상을 해서 현미경으로 들여다보니, 놀랍게도 거기에는 미시세계의 진실이 찍혀 있었다.

양성자가 지나간 자국이 마치 막대기처럼 까맣게 늘어서 있었는데, 그 양성자의 에너지를 측정해 본 결과 당시에 있었던 어떤 가속기가 만들어 내는 에너지보다도 더 큰 에너지를 가지고 있다는 것을 알게 되었다. , 입자가속기에서 인공적으로 입자를 가속시킨 것보다, 우주에서 날아오는 입자의 가속 에너지가 더 컸던 것이다.

그리고 그 입자들의 궤적을 살펴보니 진한 정도가 서로 다른, 검은 색의 자국이 방향을 바꾸면서 연 이어 늘어서 있었다. 그리고 색깔의 진한 정도가 달라질 때마다, 그 입자들은 진행 방향을 바꾸고 있었다. 진함의 정도가 다르다는 것은 전리도가 다르다는 것을 의미하는데, 이것은 한 입자가 질량이 다른 입자로 바뀌었다는 것을 의미한다. 그것은 당시까지 어디에서도 보지 못했던 새로운 관측이었다.

전자 질량의 240배 정도가 되는 파이온(π)이라는 입자가, 그 질량의 일부를 잃으며 207배 정도인 뮤온(μ)이라는 입자로 바뀌고, 이 뮤온도 또 질량의 일부를 잃으며 전자와 중성미자로 바뀌는 그런 사진을 얻었던 것이다.

바로 그 파이온이 유가와가 예언한 입자였고, 뮤온은 앤더슨이 발견한 입자였다. 이는 우주에서 날아온 양성자가 지구 대기권의 입자와 충돌하면서 붕괴한 흔적에서 발견한 것이다.

파웰은 그 공으로 1950년 노벨 물리학상을 수상했다.

원자핵 건판 기술은 세계 도처에서 방대한 규모의 연구를 새롭게 일으키면서, 더 높은 에너지를 얻는 인공가속기의 개발을 가속화하는 계기가 되었다. 입자 가속기와 거품 상자와 원자핵 건판 등의 입자 검출 기술의 획기적인 발전은, 새로운 입자들을 많이 발견할 수 있게 하였다.

194610, 맨체스터대학에서 로체스터와 버틀러는 우주선에 노출시킨 안개상자의 자국 사진 중에서 V자 모양을 하고 있는 자국 사진 하나를 얻었다. 이 자국 입자의 질량을 측정해 본 결과 전자 질량의 약 일천 배 정도였다. 이 입자는 비행 중에 두개의 파이온(π중간자)으로 붕괴되고 있었다. 처음에는 V입자라고 이름 붙였지만, 지금은 중성 케이온(Ko)입자라고 부른다. 얼마 후 파웰의 브리스톨 그룹은 이번에는 전하를 가지고 있는 플러스 케이온(K) 또는 마이너스 케이온(K ⃐⃑)을 발견했다. 이들은 세 개의 파이온(π)으로 붕괴하며 양 또는 음전하를 띠고 있다.

1951년에는 맨체스터 그룹의 안개상자에서 람다(Λ) 입자가 발견되었다. 그 입자는 전기적으로 중성이었으며, 입자가 붕괴할 때 한 개의 양성자와 음전기를 띤 파이온(π)이 나온다. 그 붕괴 모양은 람다의 글자를 뒤집어 놓은 것과 같은 모양이었다. 그 람다입자는 중성자나 양성자의 질량보다 커서, 전자 질량의 2250배나 되었다. 그래서 하이페론(hyperon, 무거운 입자)이라고 불렀다. 람다입자는 첫 번째로 발견된 하이페론이었다. 그리하여 1950년대에 들어서면서 물리학자들은, 예상보다는 훨씬 오래 존재하는 이상한 입자 두개를 발견하게 되었다.

그리고 1952년에는 맨체스터 그룹이 프랑스의 피크 디 미디 정상에 설치해 둔 안개상자에서 음전하를 띠고 있는 마이너스 크사이 입자와 시그마 입자를 발견하였다. 음전하를 갖고 있는 크사이 입자는 음전하의 파이온과 중성인 람다입자로 붕괴했다. 그리고 람다는 위에서와 같이 다시 양성자와 음전하의 파이온으로 붕괴한다. 전하를 전혀 띠고 있지 않은 크사이 입자도 발견되었다.

이들의 질량은 전자 질량의 2580배가량으로 하이페론 중에서는 가장 무겁다. 시그마 입자는 양전하, 음전하 그리고 전혀 전하를 띠고 있지 않은 입자 등 세 가지가 발견되었고, 그 입자들은 주로 양성자와 중성 파이온, 또는 중성자와 플러스 파이온, 또는 중성자와 마이너스 파이온으로 붕괴되며 질량은 전자 질량의 2330배가량이다.

그리고 입자가속기의 에너지가 점차로 높아져서 이들 입자들을 실험실 안에서 만들 수 있게 되었다. 이제는 더 이상 높은 산이나 기구를 이용해서 고공으로 실험기기들을 날려 올릴 필요가 없어졌다.

람다입자는 물리학자들에게 심각한 문제점을 안겨 주었다. 매우 쉽게 만들어지고 매우 천천히 붕괴한다는 것이다. 이 같은 사실은 쉽게 만들어지는 입자는 빨리 붕괴한다는, 양자역학의 일반 법칙에 위배되는 것이다.

이것을 설명하려는 몇 가지 시도가 있었다. 그 중에서 가장 그럴듯한 것은 입자들이 만들어질 때와 죽을 때는, 서로 관계가 없다는 것이었다.

만약 그들이 원-입자의 존재를 알았더라면, 그 수수께끼를 어렵지 않게 풀었을 것이다.

입자가속기의 진공을 이루고 있는 원-입자에 고에너지로 가속된 입자충돌과 같은 에너지를 제공하면, 에너지질량보존의 법칙에 따라 새로운 입자가 생겨났다가 사라진다.

, -입자들이 에너지를 얻은 만큼 답을 내놓는 것이다.

그러므로 그에 대한 답은 입자가속기에서도 얼마든 찾을 수 있다.

결론적으로 에너지는 물질의 씨앗이다. -입자들로 이루어진 토양에 그 씨앗을 뿌리면, 그 씨앗의 에너지 값에 따른 열매를 맺는 것이다.

지금도 지구 대기권에서는 많은 입자들이 새로 생겨나고 있다.

우주에서 날아오는 입자들이 대기권의 공기를 이루는 입자들과 충돌하며 그 주변에 있는 원-입자들에 에너지를 제공하고, 그 에너지를 얻은 원-입자들이 결합하며 그 에너지 값에 해당한 질량을 가진 입자로 나타났다가, 그 에너지를 잃는 동시에 붕괴되며 다시 원-입자로 돌아가는 것이다.

 

-입자 진실을 밝히기 위한 질문사항:

 

2,155. 거품 상자에 입사하는 입자는 가속기를 통하여 만들어진 하전입자(보통 양성자들)를 사용한다. 또는 우주로부터 우주선이라 불리는 수많은 입자가 지구 대기권으로 쏟아져 내려오는데, 이를 입사입자로 사용하기도 한다. 하전입자나 지구 대기권 밖에서 날아오는 입자들이 대기의 원자와 충돌하여 새로운 입자들이 생긴다.

입자가속기의 진공에서 전자나 양성자를 충돌시키면 그때 발생하는 에너지에 의해, 그 진공을 이루는 원-입자들이 결합하며 그 에너지 값에 해당한 질량을 가진 입자로 나타나는 것과 같은 이치이다. , 지구 대기권 밖에서 날아오는 입자들이 대기의 원자와 충돌하면서 발생하는 에너지에 의해, 우주무한공간을 이루고 있는 원-입자들이 결합하며 그 에너지 값에 해당한 질량을 가진 입자로 생성되는 것이다.

그 새로운 입자들이 상자 안으로 입사되어 액체 수소의 양성자들과 반응을 하게 된다.

이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

 

2,156. 새로운 입자는 여태껏 보지 못한 새로운 성질과 질량을 갖는다. 왜냐하면 우주에서 날아오는 입자와 대기권의 입자가 충돌할 때의 에너지 환경이 모두 다르기 때문이다. 에너지는 물질의 씨앗이다. 아울러 그 에너지에 따라 우주무한공간을 이루고 있는 원-입자들이 결합하며, 그 에너지 값에 해당하는 질량을 가지고 새로운 입자로 나타난다.

그런즉, -입자들로 이루어진 우주무한공간이 토양이라면, 에너지는 그 토양에 뿌려지는 씨앗이다. 그런데 그 씨앗이 모두 다르다. 서로 다른 입자끼리 충돌할 때의 에너지 환경이 같을 수 없기 때문이다. 그래서 그 입자들끼리 충돌한 후에 새로 생겨난 입자는 여태껏 보지 못한 새로운 성질과 질량을 갖게 되는 것이다.

이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

 

2,157. 인공적으로 생성된 반양성자와 양성자가 충돌하면 서로 반응하며 붕괴된다.

전자와 양전자도 서로 충돌하면 붕괴된다.

하지만 자기장입자는 다른 극이 만나면 서로 끌어당기며 결합한다.

이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

 

2,158. 뮤온의 수명은 약 200만 분의 1초로서, 생성되자마자 다른 입자로 붕괴한다.

불안정한 어떤 입자가 붕괴하여 새로운 입자를 생성하면, 이 새로운 입자의 질량은 붕괴 전의 처음 입자보다 작다. 광자들이 결합하여 중성미자가 되고, 그 중성미자들이 결합하여 전자가 되었듯이, 모든 입자는 질량이 작은 입자들로부터 조립된 것이므로, 그 입자가 붕괴될 때는 질량이 작아지는 순서대로 해체되는 것이다.

이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

 

2,159. 람다입자는 물리학자들에게 심각한 문제점을 안겨 주었다. 매우 쉽게 만들어지고 매우 천천히 붕괴한다는 것이다. 이 같은 사실은 쉽게 만들어지는 입자는 빨리 붕괴한다는, 양자역학의 일반 법칙에 위배되는 것이다.

이것을 설명하려는 몇 가지 시도가 있었다. 그 중에서 가장 그럴듯한 것은 입자들이 만들어질 때와 죽을 때는, 서로 관계가 없다는 것이었다.

만약 그들이 원-입자의 존재를 알았더라면, 그 수수께끼를 어렵지 않게 풀었을 것이다.

입자가속기의 진공을 이루고 있는 원-입자에 고에너지로 가속된 입자충돌과 같은 에너지를 제공하면, 에너지질량보존의 법칙에 따라 새로운 입자가 생겨났다가 사라진다.

, -입자들이 에너지를 얻은 만큼 답을 내놓는 것이다.

그러므로 그에 대한 답은 입자가속기에서도 얼마든 찾을 수 있다.

이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

 

2,160. 결론적으로 에너지는 물질의 씨앗이다. -입자들로 이루어진 토양에 그 씨앗을 뿌리면, 그 씨앗의 에너지 값에 따른 열매를 맺는 것이다.

지금도 지구 대기권에서는 많은 입자들이 새로 생겨나고 있다.

우주에서 날아오는 입자들이 대기권의 공기를 이루는 입자들과 충돌하며 그 주변에 있는 원-입자들에 에너지를 제공하고, 그 에너지를 얻은 원-입자들이 결합하며 그 에너지 값에 해당한 질량을 가진 입자로 나타났다가, 그 에너지를 잃는 동시에 붕괴되며 다시 원-입자로 돌아가는 것이다. 이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

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