[천문학 칼럼 381회] 인공쿼크의 허구에 대하여

우주에 관한 왜곡된 정보는 인류사회에 공포와 허무감을 조성하며 막대한 경제적 피해를 끼친다. 그 왜곡된 정보는 과학이라는 명분으로 잘 포장되어 언론을 통해 유포되며, 인류에게 공포와 허무감을 줄뿐만 아니라, 45조원 이상의 막대한 경제적 피해까지 끼치고 있는 것이다. 아울러 그 왜곡된 정보의 비과학적 실체를 밝히는 것은, 인류문명의 완성을 위해 매우 중요하다.

인공쿼크의 허구에 대하여

네이버 지식백과에 등록된 두산백과에서는 쿼크에 대해 다음과 같이 소개한다.

요약:
소립자의 복합모델에서의 기본 구성자이다. 6종과 3류가 있다. 쿼크와 쿼크 사이의 접착제 역할은 글루온이 담당한다. 강한 상호작용은 쿼크의 색의 영향을 받는다.

기본내용:
현재 6종(種) 3류(類)가 있다고 가정되어 있다. 6종의 쿼크는 위쿼크 ·아래쿼크·야릇한쿼크·맵시쿼크·바닥쿼크 ·꼭대기쿼크로, 쿼크의 종은 향(香:flavor)으로, 유는 색(色:color)으로 각각 부르고 있다. 즉, 한 향은 3색을 가지고 있다.
물질을 구성하는 최소단위의 구성자를 소립자라고 하는데, 이것은 자연관의 단위이기도 하다. 물질구조에 관한 연구는 긴 역사를 가지고 있다.
물질은 분자의 집합체이며, 분자는 원자의 복합입자(複合粒子)이고, 원자는 원자핵과 핵외전자(核外電子)의 복합입자이고, 원자핵은 중성자와 양성자의 복합입자이다.

전자를 원자핵에 속박시키고 있는 힘은 전자기력(電磁氣力)이며, 이 힘은 광자(photon)에 의하여 매개되고 있다. 중성자와 양성자를 결속하여 원자핵을 형성시키고 있는 힘을 핵력(또는 强力)이라 하며, 이 힘은 중간자(meson)에 의해서 매개되고 있다.
원자핵은 자발적으로 붕괴하여, 핵내의 중성자는 양성자로 전환하면서 전자와 반중성미자(反中性微子:antineutrino)가 탄생해서 핵외로 방출된다. 이와 같은 붕괴현상을 지배하는 힘은 약력(弱力)이고, 이 힘은 약력자(弱力子:weakon)에 의해서 매개된다. 양성자 ·중성자 ·전자 ·중성미자 등은 물질의 소재이고, 광자 ·중간자 ·약력자 등은 물질의 접착재이다. 1960년대 초반까지는 이와 같은 소재와 접착재의 수가 수백 종 확인되었으며, 이들 모두가 소립자라고 생각되었다. 그들은 광자족(光子族:하나뿐), 약입자족(弱粒子族) 또는 경입자족(輕粒子族) 및 강입자족(强粒子族)으로 분류되었고, 강입자족은 중간자족과 중입자족(重粒子族:중성자와 양성자는 이 족에 속한다)으로 나뉘었다.
개체성(個體性)과 전환성(生成消滅現象)은 소립자의 특성이다. 한 입자의 동정(同定)에는 특성의 동정이 필요하고, 특성은 양자수에 의해서 표현된다. 양자수에는 시공(時空)과 관계가 있는 것도 있고, 그렇지 않은 것도 있는데, 시공과 관계가 없는 양자수를 내부양자수라 하며 시공양자수와 구별한다.
질량 ·스핀 및 패리티(反轉性-반전성) 등은 시공양자수이고, 아이소스핀(isospin:I) ·하전(charge:Q) ·중입자수(baryon number:B) ·스트레인지니스(strangeness:S) 등은 내부양자수이다. 같은 다중항(多重項) 속에서 이들 내부양자수 사이에는,

와 같은 관계가 실증적으로 성립한다. 또, I3은 I의 제3성분이다. 종래 하전량(Q)은 전자의 하전량(e)을 기준으로 하고 있으며, 분할될 수 없는 것이라고 생각되어 왔다. 그러나 위의 관계식에서는 I3과 Y의 두 양으로 하전량이 분할되어 표현되어 있다. 1964년 M.겔만과 G.츠바이히는 위와 같은 하전량의 분할성에 내재된 물리를 통찰하고, 분수하전량 1/3, 2/3를 가지는 기본 소재를 가정하여 쿼크라고 명명했다. 그들은 (u,d,s) 3종의 쿼크(q)를 기본구성으로 설정하고, 중간자는 정(正)쿼크(q)와 반(反)쿼크()의 복합입자(q)로, 중입자는 쿼크 셋(qqq)의 복합입자라는 소립자의 복합모델을 제창했다. 이 모델은 그 후 대단히 유용하다는 것이 입증되었다. 입자가속기의 출력 증가에 힘입어, 1970년대 이후에도 계속해서 새로운 입자가 발견됨에 따라 쿼크의 수(種)도 증가되었고, 1977년까지 5종의 쿼크를 찾아냈으며, 최후의 입자라 불리던 꼭대기쿼크가 94년 페르미연구소에 의해 발견됨에 따라 마침내 6종의 쿼크 모두가 발견되었다.
당초에는 생각하지도 못한 물리량인 색[類]도 세 가지가 도입되었다. 쿼크와 쿼크 사이의 접착제는 글루온(gluon)이고, 강력(强力)은 쿼크의 색에 귀착된다고 생각하고 있다.
이와 같은 강력이론을 양자색역학(量子色力學:quantum chromodynamics)이라 하며, 현재 적극적으로 연구되고 있는 물리학의 첨단 분야이다.
한편, 1996년 2월 페르미연구소에서는 테바트론을 이용해 양성자와 반양성자를 정면으로 충돌시킨 결과, 쿼크가 또 그 내부구조를 갖고 있을 가능성이 있다는 실험결과를 발표하였다.

매일경제 용어사전에는 아래와 같이 쿼크를 소개하고 있다.
쿼크(Quark)는 물질의 형태를 만드는 가장 기본적인 소립자이다. 물질의 근원을 이루는 기본소립자는 6종이 있으며 6종 중 실체가 발견되지 않고 있던 마지막 입자가 톱 쿼크이다. 쿼크란 이름은 제임스 조이스의 소설에 나오는 바다새의 울음소리를 따서 명칭을 붙인 것이다.
모든 물질은 분자로 구성되고 분자는 원자로, 원자는 원자핵과 전자로 구성되고 원자핵은 양자와 중성자의 결합체이며 양자와 중성자는 다시 쿼크로 구성돼 있다. 쿼크는 모두 6종류이다. 업(Up), 다운(Down), 참(Charm), 스트레인지(Strange), 바텀(Bottom) 등 5종은 실험을 통해 발견됐으며 미규명된 마지막 1종이 최근 발견된 톱(Top)이다. 이들 6종류는 서로 대칭구조를 이루며 존재한다.

거짓 주장에 대한 진실

2,322. 두산백과는 다음과 같이 주장한다.
쿼크를 소립자의 복합모델에서의 기본 구성자이며, 6종과 3류가 있다고 주장한다. 또한 쿼크는 물질의 형태를 만드는 가장 기본적인 소립자인데, 물질의 근원을 이루는 기본소립자는 6종이 있으며, 6종 중 실체가 발견되지 않고 있던 마지막 입자가 톱 쿼크라고 한다.
- 이 같은 주장들은 터무니없는 거짓이다.
왜냐하면 이 세상 모든 물질을 이루고 있는 원자에는 6종의 쿼크가 없기 때문이다.
원자핵은 다운-쿼크와 업-쿼크들로 이루어진 것이다. 나머지 4종의 쿼크들로 이루어진 물질은 이 세상에 존재하지 않는다. 다만 입자가속기에서 인공적으로 잠시 생성되었다가 사라질 뿐이다. 즉, 물질이 되지 못하고 사라지는 것이다.
이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

2,323. 두산백과는 다음과 같이 주장한다.
전자를 원자핵에 속박시키고 있는 힘은 전자기력(電磁氣力)이며, 이 힘은 광자(photon)에 의하여 매개되고 있다.
- 원자로 이루어진 모든 물질은 중력 및 인력을 갖고 있다.
아울러 중력 및 인력은 질량의 위치 에너지이다. 반면 전자기력은 운동에너지이다.
때문에 지구의 자기장은 태양풍에 밀리지만, 지구 중력장은 밀리지 않고 태양계 궤도에서 이탈하지 않는다. 이는 지구 중력장이 위치에너지이기 때문이며, 지구 인력이 태양계 궤도를 붙잡고 있기 때문이다. 만약 중력장이 전자기장처럼 운동에너지라면, 지구는 태양풍에 밀리며 극심한 온도변화를 겪을 수 있을 뿐만 아니라, 태양계 궤도마저 이탈할 수 있다. 그리하여 지구에는 인류가 살 수 없는 환경이 되고 만다.

위 이미지는 태양계 궤도를 붙잡고 바퀴처럼 굴러가는 지구 중력장과, 태양풍에 밀리는 지구 자기장의 모습을 상징적으로 보여주고 있다.

위 이미지는 원자의 궤도에서 운행하는 전자의 중력장과 자기장을 상징적으로 보여주고 있다. 전자는 원자핵의 중력장 안에서, 원자핵의 인력에 붙잡혀 있으면서도, 원자의 궤도를 안정적으로 운행하고 있다. 달의 중력이 지구인력에 척력으로 작용하며 지구의 궤도에서 안정적으로 운행하듯이, 전자의 중력도 원자핵의 인력에 척력으로 작용하며 원자의 궤도에서 안정적으로 운행하고 있다. 지구 중력장이 태양풍에 밀리지 않고 궤도에서 안정적으로 운행하듯이, 전자의 인력이 원자의 궤도를 붙잡고 안정적으로 운행하는 것이다.
우주는 원자의 시스템에서 복제된 것이다. 그런즉, 전자를 원자핵에 속박시키는 힘은 전자기력이 아니라 중력 및 인력이다. 이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

2,324. 두산백과는 다음과 같이 주장한다.
원자핵은 자발적으로 붕괴하여, 핵내의 중성자는 양성자로 전환하면서 전자와 반중성미자(反中性微子:antineutrino)가 탄생해서 핵외로 방출된다.
이와 같은 붕괴현상을 지배하는 힘은 약력(弱力)이고, 이 힘은 약력자(弱力子:weakon)에 의해서 매개된다. 양성자 ·중성자 ·전자 ·중성미자 등은 물질의 소재이고, 광자·중간자 ·약력자 등은 물질의 접착재이다.
- 위 주장에서 원자핵은 자발적으로 붕괴한다고 했는데, 원자핵 양성자는 스스로 붕괴하는 것이 아니라 입자가속기에서 인공적인 충돌에 의해 붕괴된다. 그리고 지구 대기권에서도 입자들의 충돌로 발생한다.
광자, 중간자, 약력자 등은 물질의 접착제라고 했는데, 사실 그렇지 않다.
모든 물질은 인력을 가지고 결합하는 것이다.

위 이미지는 원-입자가 결합하며 광자로 변환되는 모습을 상징적으로 보여주고 있다.
이처럼 모든 물질은 인력을 갖고 있으며, 에너지를 얻은 만큼 결합하며 그 에너지 값에 해당한 질량을 가지고 나타난다. 아울러 입자 가속기에서 생성된 인공입자(쿼크-힉스입자)들에는 강-핵력이 존재하지 않으므로, 생겨나자마자 순식간에 해체되며 사라진다. 
이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

2,325. 두산백과는 다음과 같이 주장한다.
1960년대 초반까지는 이와 같은 소재와 접착재의 수가 수백 종 확인되었으며, 이들 모두가 소립자라고 생각되었다. 그들은 광자족(光子族:하나뿐), 약입자족(弱粒子族) 또는 경입자족(輕粒子族) 및 강입자족(强粒子族)으로 분류되었고, 강입자족은 중간자족과 중입자족(重粒子族:중성자와 양성자는 이 족에 속한다)으로 나뉘었다.
- 1960년대 초반까지 물질을 이루는 소재와 접착재의 수가 수백 종 확인되었다고 하는데, 사실 그 수백 종의 입자들이 모두 물질 구성에 참여하지 못한다.
지구 대기권과 입자가속기의 공간을 차지하고 있는 원-입자들이 에너지를 얻으면 순간적으로 결합하여 입자의 모습을 나타내지만, 물질을 구성하지 않고 곧바로 해체되어 원-입자로 돌아가기 때문이다. 그 수백 종의 입자가 접착제라고 주장하는데, 사실 그 입자들은 접착제가 아니므로 생겨나자마자 도로 해체되어 사라진다. 즉, 원-입자로 돌아간다.
광자-족이 하나뿐이라고 했는데 사실 그렇지 않다.
광자, 전기장입자, 자기장입자, 불-입자들의 질량은 모두 동일하다.
아울러 이 모두가 광자-족에 속한다.
광자가 전자기파가 될 수 있는 것도 이 때문이다.
이 진실을 물리적 증거로 반론할 수 있는가?

2,326. 두산백과는 다음과 같이 주장한다.
입자가속기의 출력 증가에 힘입어, 1970년대 이후에도 계속해서 새로운 입자가 발견됨에 따라 쿼크의 수(種)도 증가되었고, 1977년까지 5종의 쿼크를 찾아냈으며, 최후의 입자라 불리던 꼭대기쿼크가 94년 페르미연구소에 의해 발견됨에 따라 마침내 6종의 쿼크 모두가 발견되었다.
- 이 주장에서 입자가속기의 출력증가에 힘입어 쿼크들을 찾아내거나 발견했다고 하는데, 사실상 그 쿼크들은 인공적으로 만들어진 것이다. 즉, 입자가속기의 고에너지를 증가시켜 인공입자를 순간적으로 만들어내고는, 물질을 이루는 기본입자들을 모두 찾아냈다고 거짓말을 하고 있는 것이다. 우주에 그 인공입자들로 구성된 물질이 존재하지도 않는데 말이다.
이를 물리적 증거로 반론할 수 있는가?