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입자의 세계 중입자 (bayron): 중성자 , 양성자 ,

하이퍼론 경입자 (lepton): 전자 , 뮤온 , 뉴트리노

목 차

1. 1000 억도 이상의 온도까지 거슬러 올라갈 때

2. 그보다 높은 온도

1) 해드론의 존재 (1) 모든 해드론은 다 똑같이 기본적이다 (2) 모든 입자는 동등하지 않다 2) 우주의 상전이 (1) 약작용과 전기력이 동일해짐 (2) 중력적 상호작용 (3) 중력복사

1.1000 억도 이상의 온도까지 거슬러 올라갈 때

처음으로 직면하는 문제 : 강작용 ( 강작용 : 원자핵 안에 중성자와 양성자를 묶어 놓는 힘 , 작용거리가 10 조 분의 1 센티미터 )

강작용은 해드론 (hadron) 이라는 입자에만 영향을 미친다 .

1000 억 K 는 모든 해드론의 문턱온도보다 작아서 이 온도 이하에서는 렙톤과 , 광자만 존재한다고 생각할 수 있다 .

2. 그보다 높은 온도1. 1000 억도 이상의 온도까지 거슬러 올라갈 때

2. 그보다 높은 온도

(1) 모든 해드론은 다 똑같이 기본적이다 .

해드론 입자 수가 너무나 많다 . 그러나 단순성에 이르게 할 수도 있다 .

모든 해드론을 열역학적 계산에 포함시킴으로써 우리는 강작용의 모든 다른 효과들을 무시할 수 있을지도 모른다 .

실제로 해드론의 종류가 무제한이라면 ?

1. 1000 억도 이상의 온도까지 거슬러 올라갈 때 2. 그보다 높은 온도

2) 우주의 상전이1) 해드론의 존재

일정한 부피에에너지

공급

입자의 가속이 아닌 , 입자의 유형의 수가 증가

에너지 밀도가 무제한 최대온도가 존재하게 됨

(2) 모든 입자는 동등하지 않다 .

해드론은 어떤 입자는 정말 기본적이고 , 나머지는 소립자들의 단순 복합물이다 . ( 해드론은 쿼크라는 기본적인 입자들의 복합물이라고 생각된다 .)

쿼크 개념이 옳다면 아주 초기우주의 물리는 간단할 수 있다 .

1. 1000 억도 이상의 온도까지 거슬러 올라갈 때 2. 그보다 높은 온도

2) 우주의 상전이1) 해드론의 존재

< 쿼크의 종류 >

< 쿼크와 렙톤 > < 양성자와 중성자를 이루고 있는 쿼크 >

1. 1000 억도 이상의 온도까지 거슬러 올라갈 때 2. 그보다 높은 온도

2) 우주의 상전이1) 해드론의 존재

그러나 실험적으로 쿼크를 독립된 자유쿼크만으로 분리 할 수 없었다 .

초기 우주에서는 쿼크들이 충분히 가까웠기 때문에 자유입자처럼 행동했지만 우주가 팽창함에 따라 쿼크들은 소멸하거나 해드론을 만들었을 것이다 .

1. 1000 억도 이상의 온도까지 거슬러 올라갈 때 2. 그보다 높은 온도

2) 우주의 상전이1) 해드론의 존재

< 쿼크를 따로 떨어뜨려 놓을 수 없는 이유 >

(1) 약작용과 전자기력이 동일해짐

약 3000 조 K 이상에서 약작용들이 전자기적 상호작용처럼 거리의 제곱분의 일 의 법칙을 따르고 대략 동일한 세기를 갖는다는 것 .

1. 1000 억도 이상의 온도까지 거슬러 올라갈 때 2. 그보다 높은 온도

1) 해드론의 존재 2) 우주의 상전이

(2) 중력적 상호작용

중력장은 입자들의 질량에 의해서 만들어질 뿐만 아니라 , 모든 형태의 에너지에 의해서도 만들어 진다 . ( 즉 열에너지도 중력원에 보탬이 될 수 있다는 것 .)

초고온에서 열평형에 있는 입자들의 에너지는 대단히 커져서 그들 사이의 중력은 다른 어떤 힘들과 같은 정도로 강해 질 수 있다 . ( 이러한 상태가 약 10 의 32 승 K 온도에서 이루어짐을 추정할 수 있다 . )

1. 1000 억도 이상의 온도까지 거슬러 올라갈 때 2. 그보다 높은 온도

1) 해드론의 존재 2) 우주의 상전이

(3) 중력복사 중력 현상은 전자기 현상처럼 정적 원격작용의 형태는 물론이고 , 파동의 형태로도 나타날 수 있다 . ( 모든 종류의 중력파들을 통틀어 ‘중력복사’ 라고 부른다 .)

중력복사는 매우 약하게 물질과 상호작용을 한다 . ( 아주 일찍 다른 우주의 내용물과 열 평형에서 벗어났을 것이라고 생각된다 . )

그 후 중력복사의 온도는 우주 크기에 반비례해서 감소 했을 것이고 , 그 온도가 1K 정도가 될 것으로 예상 . 이 중력복사를 검출하여 우주 역사의 가장 앞의 모습을 관측하려 하는데 , 검출에 많은 어려움이 있다 .

1. 1000 억도 이상의 온도까지 거슬러 올라갈 때 2. 그보다 높은 온도

1) 해드론의 존재 2) 우주의 상전이

중력 검출을 위한 노력들

< 미국의 LIGO( 레이저 간섭계를 이용한 중력파 관측소 ) 계획 >

출전 http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/bb_home.html http://myhome.naver.com/jebek/ http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory/quarks.html http://my.dreamwiz.com/sunghundai/Themepark/particles/quarklepton.htm http://my.dreamwiz.com/sunghundai/Themepark/particles/quarklepton.htm http://my.dreamwiz.com/sunghundai/Themepark/particles/quark_confinement.

htm http://www.ligo-wa.caltech.edu/ http://archive.ncsa.uiuc.edu/Cyberia/NumRel/LIGO.html http://archive.ncsa.uiuc.edu/Cyberia/NumRel/LIGO.html

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