물질의 재발견 : 탄소에서 암흑물질까지, 11가지 물질로 살펴보는 물리학의 최전선

물질의 재발견 : 탄소에서 암흑물질까지, 11가지 물질로 살펴보는 물리학의 최전선

$19.80
Description
이미 안다고 생각했던 물질들의 놀라운 반전
각 분야 국내 최고의 학자들과 함께하는 물질물리학 오디세이
금속, 자석, 유리처럼 너무나 흔하고 평범한 물질에서부터 많이 들어봤지만 설명하기는 어려운 반도체와 부도체, 아직 해결되지 못한 물리학의 두 난제 초전도체와 암흑물질까지, 11가지 물질을 통해 물리학의 최전선을 살펴볼 수 있는 책. 정세영, 박용섭, 양범정, 최형준, 최형순, 신용일, 김튼튼, 고재현, 한정훈, 김기덕, 박성찬 등 각 분야 국내 최고의 물리학자 11명이 뜻을 모아 물질 발견과 발명의 역사, 그리고 최첨단 물질물리학과 산업의 이모저모를 들려준다. 이 책에서 다루는 ‘물질’은 구리, 반도체, 부도체, 흑연, 유리, 액체, 기체, 빛, 자석처럼 과학적 탐구의 대상이 되고 실생활의 도구를 만드는 데 사용되는 물질(또는 물질의 상태)이다.
과학의 역사는 같은 이름 아래 다른 모습으로 재발견된 물질의 사례로 넘쳐난다. 이 책에 담긴 그 사례들과 저자 자신들의 연구 이야기를 읽으며 독자는 ‘물질’에 대한 전반적인 이해를 높일 수 있을 것이다. 더 나아가 물리학자들은 실제로 어떻게 연구하는지, 좋은 질문이란 어떤 것인지, 남아 있는 질문들은 무엇인지에 대한 통찰도 엿볼 수 있다. 물질물리학에 관심이 있는 학생들은 물론 현대 물질세계의 근간을 이루고 있는 ‘물질’에 대한 교양을 쌓고 싶은 사람이라면 반드시 읽어야 할 필독서이다.

저자

정세영,박용섭,양범정,최형준,최형순외

부산대학교광메카트로닉스공학과교수.결정학을공부한물리학자다.투명한보석인수정에서부터불투명한금속인구리나은까지,150가지가넘는물질을단결정으로만들어봤다.구리단결정으로오디오케이블을,은단결정으로는반지를만들기도했다.최근에는결함없는금속박막을아주평평하게만드는일을주로한다.달구지가지나던비포장도로가고속도로로바뀌면없던경제와산업이생기듯이결함이완전히사라진물질에서본래물질과는완전히다른물성이나타나는걸발견하는재미를누리는중이다.과학대중화에도관심이많아초중고생을위한한국결정성장콘테스트를진행했고,현재단결정은행연구소를운영하고있다.

목차

서론

1부고체의재발견
1.금속의재발견:금빛보다아름다운구리의빛깔(정세영)
2.반도체의재발견:모스펫발명에서유기반도체까지(박용섭)
3.부도체의재발견:부도체의완벽한분류(양범정)
4.탄소물질의재발견:탄소나노물질의끝없는다채로움(최형준)

2부양자액체,양자기체
5.액체의재발견:영원히얼지않는액체(최형순)
6.기체의재발견:아주차가운양자기체(신용일)

3부일상속물질
7.빛의재발견:우리빛이달라졌어요(김튼튼)
8.유리의재발견:천의얼굴을지닌유리의대모험(고재현)
9.자석의재발견:물질문명의축(한정훈)

4부위대한도전
10.초전도체의발견과재발견:고온초전도의시작(김기덕)
11.암흑물질의발견과재발견:보이지않는다섯배의우주(박성찬)

참고문헌
찾아보기

출판사 서평

고등과학원웹진〈HORIZON〉화제의연재
이미안다고생각했던물질들의놀라운반전
각분야국내최고의학자들과함께하는물질물리학오디세이

《물질의재발견》은금속,자석,유리처럼너무나흔하고평범한물질에서부터많이들어봤지만설명하기는어려운반도체와부도체,아직해결되지못한물리학의두난제초전도체와암흑물질까지,11가지물질을통해물리학의최전선을살펴볼수있는책이다.2020년말부터약1년반동안고등과학원웹진에대단한관심을불러일으키며연재되었던내용을물리학을전공하지않은일반독자들도교양으로삼을수있도록다듬고정리하여재구성했다.정세영,박용섭,양범정,최형준,최형순,신용일,김튼튼,고재현,한정훈,김기덕,박성찬등각분야국내최고의물리학자11명이뜻을모아물질발견과발명의역사,그리고최첨단물질물리학과산업의이모저모를들려준다.이책에서다루는‘물질’은통속적인재화가아니고,정신과대비되는철학적대상도아니다.종교적영성과대비되는속됨을상징하는물질은더더욱아니다.구리,반도체,부도체,흑연,유리,액체,기체,빛,자석처럼과학적탐구의대상이되고실생활의도구를만드는데사용되는물질(또는물질의상태)이다.현대물리학분야에서가장많은물리학자들이연구하는대상은이러한‘물질’인데,일반인들이상상하는물리학자는대부분‘우주’(천체물리학)와‘입자’(입자물리학)를연구하는모습이다.물질물리학연구의최전선을담은이책을통해독자들은‘물질’에대한밀도있는지식을접할수있을것이다.

금속,자석,유리처럼너무나흔하고평범한물질에서부터
많이들어봤지만설명하기는어려운반도체와부도체,
아직해결되지못한물리학의두난제초전도체와암흑물질까지
11가지물질로살펴보는물리학의최전선

인류문명을도구의발전이라는관점에서분류할때중요한기준이되는‘금속’에서부터현대물리학이아직풀지못한난제‘암흑물질’에이르기까지,이책에서는모두11개의물질또는물질의상태를소개한다.

고체의재발견
1부에는구리로대표되는금속에서부터반도체,부도체,그리고탄소물질에이르는고체상태물질을묶었다.1장에서는정세영(부산대학교광메카트로닉스공학과)교수가평평한표면을갖게되면서드러나는금속의본성을설명한다.구리원자를하나씩쌓아올려만든단결정구리는더이상우리가알던구리가아니다.2장에서박용섭(경희대학교물리학과)교수는‘산업의쌀’반도체에관한가장쉽고과학적인설명을제공한다.하루가멀다하고언론에등장하는게반도체이지만정작반도체가무엇이고,어떤원리로작동하고,어떤종류의반도체소자가있는지조목조목알려준다.3장에서양범정(서울대학교물리천문학부)교수는위상수학과만나새로운학문을탄생시킨위상물질의총아부도체에관한이야기를들려준다.자유전자의움직임이전혀없어전기를통하지도않는지루한물질인줄알았는데,그고요한부도체의공간이오히려위상수학이발현되기에최적의물질공간이되리라고는어떤탁월한물리학자도예측하지못했다.이어지는4장에서는최형준(연세대학교물리학과)교수가흑연과다이아몬드에서그래핀까지이어지는탄소물질의끝없는다채로움에관해이야기한다.유기물과무기물을구분짓는기준이되는물질,화학자와생물학자가사랑하는물질인줄만알았는데어느덧물리학의주연역할을하고있는탄소를만날수있다.친숙하고평범하게느껴지는고체물질속에숨겨진비범함과신비로움,그리고그것들을물질과학자들이하나씩발굴해온과정을물리학자의시선으로엮었다.

양자액체,양자기체
2부에서는양자역학적인특성이유난히잘발현되는물질의상태를묶었다.물질의독특한양자역학적성질의발현을보고싶다면물질의온도를절대영도근방까지낮춰야한다.이런상황에서흔하디흔한액체는양자액체가,기체는양자기체로변신한다.최형순(KAIST물리학과)교수는5장에서절대영도에서도얼지않고신비로운초유체로재탄생한액체헬륨이야기를들려준다.단일원소로된물질중에서헬륨만큼양자역학적으로다양하고풍부한물리학적현상이발현된물질은탄소로된그래핀정도만이있을뿐이다.하지만그래핀연구의대부분이절대온도4도이하에서이루어지고있음을생각해보면이역시액체헬륨이있었기에가능했다고할수있다.목소리를바꿔주고풍선을띄워주는재미있는기체인줄만알았던헬륨이달리보일것이다.6장에서는신용일(서울대학교물리천문학부)교수가기체의양자응축에도전한과학자들의이야기와더불어충분히차가운기체의양자역학적변신에관해들려준다.절대영도에근접하는,극도로냉각된기체는입자의집합체라기보다거대한물질파의모습으로변신한다.‘양자’라는수식어가덧붙을때액체,기체는어떤놀라운성질을발현하는가,그발견과정속에서려있는물리학자들의고군분투를엿볼수있다.

일상속물질
3부는너무나흔하면서평범해보이기때문에별로중요하지않다고착각할만한일상속물질인빛,유리,자석을다룬다.순수한호기심에서출발한탐구가궁극적인공학적산물로진화해온과정,그리고이런물질이실생활과산업의첨단에서응용되는사례를풀어냈다.7장에서김튼튼(울산대학교물리학과)교수는야생마같은빛을정교하게조작하는메타물질의세계를보여준다.빛은직진만하는줄알았는데,매질을정교하게만들고배치해서메타물질을만들면이리저리움직이는방향을조절할수있다.8장에서는고재현(한림대학교나노융합스쿨)교수가어쩌면21세기가끝나는시점에도풀리지않을유리상의본질을묻는다.현대기술문명에서유리가차지하는중요성을기념해서국제연합은2022년을‘국제유리의해’로선포하기도했는데,고체,액체,기체,빛에대한이해와비교하면유리의성질에대한과학적이해는아직갈길이멀다.9장은한정훈(성균관대학교물리학과)교수가들려주는자석이야기이다.자석은나침반처럼실생활을이롭게하는도구에서출발해몸속의사진을찍는정밀한도구로,그리고요즘은양자컴퓨터의소자인큐비트로진화하는중이다.한교수특유의탁월한비유를통해물질문명의축을담당하고있는자석의매력에빠져보자.

위대한도전
4부는아직해결되지못한물질물리학의두난제를향한위대한도전을다룬다.10장에서김기덕(삼성전자반도체연구소)연구원은초전도체의원리부터고온초전도체발견의역사,성질,남은과제까지상온초전도체를향한20세기물리학의꿈과계속되는도전에관해차근차근풀어낸다.상온에서작동하는초전도체물질이발견되고상용화된다면문명사회는또한번큰변혁을겪을것이다.마지막11장에서는암흑물질이론전문가박성찬(연세대학교물리학과)교수가표준모형이설명할수없는,분명히존재하는다섯배의우주,암흑물질을규명하려는물리학자들의분투를보여준다.암흑물질이존재한다는증거는이미한세기전부터시작된치밀한천문학의관측결과로차곡차곡쌓여왔지만아직암흑물질의존재를직접적으로보인실험은하나도없다.21세기에또한번물리학의혁명이시작된다면암흑물질을성공적으로검출하는데서일어날지모른다.

“문명의역사는물질의역사다”
11명의물질물리학자가남긴삶과물질에대한회고록
국내최고의물리학자들이들려주는물질의끝없는진화

과학의역사는같은이름아래다른모습으로재발견된물질의사례로넘쳐난다.이책에담긴그사례들과저자자신들의연구이야기를읽으며독자는‘물질’에대한전반적인이해를높일수있을것이다.더나아가물리학자들은실제로어떻게연구하는지,좋은질문이란어떤것인지,남아있는질문들은무엇인지에대한통찰도엿볼수있다.물질물리학에관심이있는학생들은물론현대물질세계의근간을이루고있는‘물질’에대한교양을쌓고싶은사람이라면반드시읽어야할필독서이다.

“아주먼훗날의인류에게20세기를묘사할한문장이나단어를고르라고한다면무엇일까?과학자의시각으로는민주주의,인권,세계화,또는양극화같은단어보다‘물질의재발견’이더적절하지않을까싶다.양자역학의발견으로부터비롯된물질의본성에대한이해,그리고이런이해를산업화와결부시켜만들어낸무수한신물질과신소재,소자가결국20세기부터시작되어21세기로지속된우리의모습이아닐까.필자들은이책에물질발견과발명의역사,그리고최첨단물질물리학과산업의이모저모를담아내려고했다.평범한물질속에담긴비범한물질이야기와그이야기의주인공인과학자,공학자영웅들의일대기가독자들의마음속꿈발전기로자리잡길바라는마음이다.”_서론에서