입자충돌의 물리학

주경광 지음

전남대학교출판부 2015년 12월 02일 출간 국내도서 : 2014년 01월 30일 출간

작품소개

책소개

『입자충돌의 물리학』은 형식에 구애 받지 않고 떠오른 아이디어나 생각을 자유롭게 기술한 책이다. 공식과 함께 그림을 이용하여 빠르고 쉽게 내용을 이해할 수 있다. 중요하다고 생각되는 예제를 많이 접할 수 있어 원리와 개념을 확실히 익히게 된다.

목차

제1장 운동량과 충돌
1.1 기초 지식 / 14
1.2 충돌에서의 좌표계 / 52
1.3 질량중심과 환산질량 (reduced mass) / 62
1.4 입자붕괴 및 충돌 / 68
1.5 각운동량 / 106

제2장 산란
2.1 산란단면적 / 118
2.2 휘도 (luminosity, L) / 138
2.3 양자적 산란 이론 / 139
2.4 Breit-Wigner (resonance) formular / 142
2.5 부분파 분석 (partial wave analysis) / 145
2.6 Green 함수 방법 / 151
2.7 Born 근사법 / 156
2.8 유가와 (Yukawa) 퍼텐셜 산란단면적 / 162

제3장 핵반응
3.1 원자와 원자핵 구성 / 168
3.2 Q-value (붕괴에너지, disintegration energy) / 175
3.3 결합에너지 (binding energy, B.E.) / 185
3.4 방사능 / 189
3.5 핵분열 / 204
3.6 핵융합 / 213

제4장 빛
4.1 빛 현상 / 224
4.2 체렌코프 복사 (Cerenkov radiation) / 243
4.3 광전효과 (photoelectric effect) / 247
4.4 Compton 산란 (Compton scattering) / 257
4.5 쌍생성과 쌍소멸 / 263
4.6 물질파 (matter wave) / 267
4.7 Franck-Hertz 실험 / 272
4.8 Davisson-Germer 실험 / 275

제5장 소립자 동물원
5.1 소립자 / 280
5.2 대칭성과 보존량 / 293
5.3 경입자수 보존 / 294
5.4 중입자수 보존 / 296
5.5 입자충돌 물리학의 예 / 297

참고서적 / 319
찾아보기 / 321

출판사 서평

(예) 우주 정거장 안에서 물방울이 떨어지지 않고 둥둥 떠다닌다. 이것을 일반적으로 우리는 무중력의 의미로 쓰고 있다. 즉 물방울에 구심력 (중력)과 크기는 같고 방향이 반대인 원심력 (관성력)이 작용해 우리가 보기에 겉보기 중력의 합이 0인 것처럼 보이는 것이다.

무중량 상태 재현해 보기
① 자이로드롭 (gyro drop). 갑자기 확 떨어질 때 (자유낙하 할 때) 몸이 약간 붐 뜨는 현상 (의자에 대한 항력을 느끼지 못한다).
② 상승하던 전투 비행기가 갑자기 아래 방향으로 곤두박질하며 하강할 때.
③ 번지 jump할 때 매달린 사람이 줄의 장력을 느끼지 못한다.
④ 끊어진 elevator 안에 있는 사람과 체중계는 같은 중력가속도를 가지고 떨어진다. 따라서 둘 사이에 서로 누르는 힘이 없어져 체중계 눈금이 0을 나타낸다.
⑤ 부력과 중력이 같아지는 물속의 잠수부.
⑥ 자유낙하 하던 스카이 diver가 종단 속도에 도달했을 때 겉보기에는 더 이상의 가속이 없어 무중량 상태로 보인다.

[♣ 생각해보기] 질량이 인 두 개의 물체가 끈으로 연결되어 있다. 이것을 자유낙하 시킬 때 끈의 장력을 얼마인가?
[정답] 장력은 0

[Q&A] 그림 (1-3)과 같이 1m 떨어진 1 (쿨롬) 사이에 작용하는 힘을 계산해 보면?

[그림 1-3] 1 (쿨롱)을 가진 2개의 전하가 떨어져 있을 때 작용하는 힘.

쿨롬 힘
90억 뉴턴 (N)이라는 엄청난 힘이 작용한다. 우리가 바닥에 서있을 수 있는 이유가 중력에 대해 수직항력이 작용하기 때문인데, 수직항력에 해당하는 것이 바로 이 전기력이라고 볼 수 있다.

[Q&A] 일 (work), 에너지의 단위는 무엇인가?
질량: ,
무게: dyne,
힘 ():
일 ():
1은 1의 힘을 주어 1 이동했을 때, 해 준 일의 양.
일률 ()
1란 1초당 1의 일을 하는 것.
한편 전기 회로에서는 전압 (V) 전류 (A) 이므로, 1의 전압으로 의 전류가 흐를 때 1이다.
전력량: 전력 시간. 즉 1의 전력을 1시간 동안 사용했을 때의 전력, []. 즉 전력량은 일의 단위인 []을 가진다.

에너지 () 단위 []. 우리가 해준 일이 운동에너지의 변화량으로 나타난다.

“일-에너지 정리” 즉 일과 에너지는 동격이고 단위도 같다. 일을 해 주면 에너지가 생기고 에너지가 있으면 일을 할 수 있는 능력이 있다는

작가정보

저자(글) 주경광

저자 : 주경광
저자 주경광은

ㆍ연세대학교 물리학과 이학사
ㆍ연세대학교 물리학과 대학원 이학석사
ㆍ캐나다 토론토대학교 물리학과 석사
ㆍ캐나다 토론토대학교 물리학과 박사
ㆍ독일 DESY 연구소 ZEUS 실험 방문연구원 (1993~1996)
ㆍ일본 KEK 연구소 BELLE 실험 박사후연구원 (1997~1999)
ㆍ스위스 CERN 연구소 ATLAS 실험 박사후연구원 (1999~2002)
ㆍ서울대 물리학과 초빙조교수 (2002~2004)
ㆍ전남대 물리학과 조교수 (2007~2011)
ㆍ현 전남대학교 물리학과 부교수 (2011~ )

저서
현대물리학 속 입자물리 (전남대학교출판부, 2013)