세상에서 가장 쉬운 과학 수업 핵물리학 : 러더퍼드의 원자핵 발견에서 유카와의 중간자 이론까지

세상에서 가장 쉬운 과학 수업 핵물리학 : 러더퍼드의 원자핵 발견에서 유카와의 중간자 이론까지

$22.00
Description
원자핵의 비밀을 풀어가는 흥미로운 여정!
〈노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학〉 시리즈 12번째 책으로, 러더퍼드의 원자모형 탄생부터 채드윅의 중성자 발견, 유카와의 중간자 예언, 파월 그룹의 파이 중간자 발견까지, 원자핵의 비밀을 풀어가는 물리학자들의 치열한 연구 과정이 핵물리학의 역사와 함께 흥미진진하게 펼쳐진다. 저자인 정완상 교수는 이론물리학자이자 물리학과 교수로서 30년 이상 쌓아온 경험을 바탕으로 물리학도를 비롯해 물리학에 관심을 지닌 독자, 일반 독자들을 대상으로, 이 책을 통해 노벨상 수상자들의 오리지널 논문을 접하는 특별한 즐거움을 선사하고 있다. 2008년 자발적 대칭 붕괴로 노벨 물리학상을 받은 일본의 난부 요이치로 박사와의 인터뷰 형식을 빌린 도입부는 동아시아 최초이자 일본인 최초로 노벨 물리학상을 받은 유카와 히데키의 핵력 이론에 대해 짧게 설명하며 책의 흐름을 개괄적으로 파악하도록 했다. 이어, 원자핵의 발견부터 우주방사선 발견, 알파붕괴, 베타붕괴 이론과 함께 유카와의 노벨상 수상을 가능하게 한 일본 물리학의 변천 과정, 어린아이들의 캐치볼 놀이에서 핵력 이론에 대한 아이디어를 떠올린 유카와의 연구 과정과 논문 내용을 소개한다. 무엇보다 이 책은 저자를 대변하는 정교수와 독자 입장에서 정교수에게 질문을 던지는 물리군의 대화 형식을 빌려 일대일 수업을 듣는 듯 친절하고 정교하게 구성된 것이 특징이다. 부록에는 핵마법수에 대한 메이어 논문, 알파붕괴에 대한 가모프 논문, 핵력에 대한 유카와, 그리고 하이젠베르크의 논문을 실었다. 저자는 특히 이론물리학의 천재로 불리는 가모프의 논문에 대해 ‘아름답다’라고 표현한다. 이와 함께 노벨 물리학상, 화학상 수상자 목록을 실어 더 깊은 탐구와 이해로 세계로 안내한다.

북 트레일러

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저자

정완상

저자:정완상
과학에대한호기심으로서울대학교무기재료공학과에다녔고,물리를향한마음이더욱커져한국과학기술원(KAIST)에서이론물리학을전공하며석박사학위를받았다.30세에경상국립대학교물리학과교수가되어학생들에게물리사랑을전파하고있다.초심을잃지않기위해꾸준히연구하며현재까지국제학술지(SCI저널)에300여편의논문을게재했다.직접만나는학생뿐만아니라더많은학생에게과학과수학의즐거움을알려주고자책을통해독자를만나고있다.〈과학자가들려주는과학이야기시리즈〉중《아인슈타인이들려주는상대성이론이야기》를비롯한31권과〈과학공화국법정시리즈〉50권을집필했다.최근에는중학교에서도통하는초등수학을카툰으로그린〈개념잡는수학툰시리즈〉를출간했고,노벨상오리지널논문을쉽게풀어낸〈노벨상수상자들의오리지널논문으로배우는과학시리즈〉를집필중이다.우리나라에서노벨과학상수상자가쏟아져나오기를바라는마음에서네이버카페〈정완상교수의노벨상-오리지널논문공부하기〉를운영하기시작했다.

목차


추천사
천재과학자들의오리지널논문을이해하게되길바라며
아시아최초로노벨상의영광을안은유카와_난부요이치로박사깜짝인터뷰

첫번째만남:원자핵의모양
원자핵의발견_전자와함께원자를구성하는미세한입자
우주에서온방사선_우주방사선발견으로노벨상받은헤스
윌슨의안개상자발명과뮤온의발견_멋진안개상자가해낸일들
거품상자의발명_입자의질량을알아내다
새로운입자발견의시대_양성자와중성자의발견
핵의결합에너지_4개의수소핵은헬륨핵하나보다무겁다
핵의물방울모형_핵마다결합에너지는달라진다
마법수의발견_메이어와옌센,완벽한핵껍질모형을만들다
미분방정식_등식을만족하는미분을포함한방정식

두번째만남:알파붕괴이론
시간의존,시간비의존슈뢰딩거방정식_양자역학의비밀을풀다
슈뢰딩거방정식의경계조건_양자역학은확률게임이다
퍼텐셜계단_양자의신비가궁금해!
가모프의논문속으로I_양자터널링으로알파붕괴이론설명
가모프의논문속으로II_슈뢰딩거방정식의근사해를구한과학자들
알파붕괴이론_알파입자가밖으로투과되다

세번째만남:베타붕괴
베타붕괴의발견_중성자가양성자로바뀌면일어나는일
체렌코프효과_세명의과학자가빚어낸아름다운하모니
뉴트리노의발견_뉴트리노로노벨상을거머쥔과학자들
페르미의베타붕괴이론_베타붕괴에서방출되는최종에너지값은?

네번째만남:핵력을발견한유카와
일본물리학의시작_겐지로,한타로,니시나가끼친업적
아시아최초의노벨상_유카와히데키,중간자이론을발표하다
맥스웰방정식과로렌츠게이지_벡터와전기퍼텐셜의재미있는성질
유카와의중간자예언_중간자의질량을계산하다
유카와의논문속으로_유카와퍼텐셜이궁금해!
파이중간자의발견_피레네산맥에서발견한한장의사진

만남에덧붙여
QuantumTheoryoftheAtomicNucleus_가모프논문영문본
OnClosedShellsinNucleiⅡ_메이어논문영문본
OntheInteractionofElementaryParticles_유카와핵력논문영문본
TheYukawaTheoryofNuclearForcesintheLightofPresentQuantum
TheoryofWaveFields_하이젠베르크논문영문본
위대한논문과의만남을마무리하며
이책을위해참고한논문들
노벨물리학상수상자들을소개합니다
노벨화학상수상자들을소개합니다

출판사 서평

러더퍼드의원자핵발견에서유카와의중간자이론까지
원자핵의세계를연물리학자들,세상을바꾸다

★전국과학교사모임추천
★일대일친절한과학수업
★이공계진학예정자필독서
★노벨상수상자논문영문본수록

원자핵의비밀을풀어가는흥미로운여정!

<노벨상수상자들의오리지널논문으로배우는과학>시리즈12번째책으로,러더퍼드의원자모형탄생부터채드윅의중성자발견,유카와의중간자예언,파월그룹의파이중간자발견까지,원자핵의비밀을풀어가는물리학자들의치열한연구과정이핵물리학의역사와함께흥미진진하게펼쳐진다.저자인정완상교수는이론물리학자이자물리학과교수로서30년이상쌓아온경험을바탕으로물리학도를비롯해물리학에관심을지닌독자,일반독자들을대상으로,이책을통해노벨상수상자들의오리지널논문을접하는특별한즐거움을선사하고있다.2008년자발적대칭붕괴로노벨물리학상을받은일본의난부요이치로박사와의인터뷰형식을빌린도입부는동아시아최초이자일본인최초로노벨물리학상을받은유카와히데키의핵력이론에대해짧게설명하며책의흐름을개괄적으로파악하도록했다.이어,원자핵의발견부터우주방사선발견,알파붕괴,베타붕괴이론과함께유카와의노벨상수상을가능하게한일본물리학의변천과정,어린아이들의캐치볼놀이에서핵력이론에대한아이디어를떠올린유카와의연구과정과논문내용을소개한다.무엇보다이책은저자를대변하는정교수와독자입장에서정교수에게질문을던지는물리군의대화형식을빌려일대일수업을듣는듯친절하고정교하게구성된것이특징이다.부록에는핵마법수에대한메이어논문,알파붕괴에대한가모프논문,핵력에대한유카와,그리고하이젠베르크의논문을실었다.저자는특히이론물리학의천재로불리는가모프의논문에대해‘아름답다’라고표현한다.이와함께노벨물리학상,화학상수상자목록을실어더깊은탐구와이해로세계로안내한다.

★전국과학교사모임추천★시민과학시대필독서
★이공계진학예정자필독서★세계최초로노벨상수상자의오리지널논문을다루는책
★일대일친절한과학수업★오리지널논문영문본수록

어린아이들의캐치볼놀이에서핵력아이디어떠올려
동아시아인최초이자일본인최초로노벨물리학상수상
이책에서가장핵심이되는이론은동아시아인최초이자일본인최초로노벨물리학상을받은유카와히데키의중간자예언과핵력이론이다.유카와는힘이란상호작용이므로두개이상의물체에대해정의된다고생각했다.유카와가퇴근길에아이들이캐치볼을하는모습을보고핵력에대한아이디어를떠올렸다는유명한일화가있다.이렇게중요한연구를하고있을때는아이들의놀이로부터도귀중한힌트를얻을수있다는사실이새삼놀랍다.유카와는두소년이계속놀수있는것은그들이서로던지는캐치볼때문이라고생각했다.이공의특징에따라힘의종류가결정된다는것이유카와의생각이었다.공이가벼우면힘이먼데까지작용하지만공이무거우면힘이가까운곳에서만작용한다.핵력은가까운곳에서작용하므로캐치볼에대응되는입자가비교적무거워야한다고생각했다.유카와는이입자를‘중간자’라고불렀다.그리고1947년영국의물리학자파월에의해중간자가발견됨으로써유카와의핵력이론이증명되었다.이로써유카와는1949년노벨물리학상을받았다.하나하나의이론이탄생하기까지과학자들이얼마나많은창의적인생각과실험속에서새로운것을발견하였는지안다면더이상과학이암기해야할학문으로끝나지는않을것이다.더많은이들이과학분야의연구에관심을두고불굴의의지로연구에뛰어들어우리나라에서도노벨과학상수상자가탄생했으면하는저자의바람이이책을통해더많은독자의가슴에와닿기를소망한다.

핵물리학의아버지러더퍼드에서중간자를발견한파월까지
원자핵을둘러싼과학자들의좌절과고난,영광의순간들
이책에는많은과학자가등장한다.그들의출생과정과시대배경,과학에흥미를느끼게되는계기,연구과정에서맞부딪친좌절과고난,마침내거머쥐게되는탁월한연구성과와그의미등은과학에문외한이었던이들까지끌어들일만큼흡인력이있다.과학자들의생애를훑는과정에는그들의실제모습과관련사진을수록해독자들의이해를돕는다.가장먼저등장하는과학자는원자모형논문을발표한러더퍼드이다.그는실험을통해원자핵을발견했으며,이후원자핵의신비를풀려는과학자들의시도가잇따랐다.즉핵물리학이시작된것이다.이것이그를핵물리학의아버지라고부르는이유다.핵물리학에있어1930년대는매우중요한시기로,이때미국의앤더슨이양전자를,영국의채드윅이중성자를발견한다.양전자는양의전기를띤전자라는뜻으로,전자와질량,전하량의크기는같지만전하의부호가반대인입자이다.또중성자는전기적으로는중성을띠고양성자보다약간무겁지만거의비슷한질량을가진핵자인데,중성자의발견으로원자핵의모습이정확하게알려지게된다.여성과학자로서퀴리부인에이어두번째로노벨물리학상을받은메이어는‘엄청나게많은양성자와중성자들이원자핵에존재하는데도원자핵은어떻게그렇게안정적일수있는가?’하는의문을품었다.그리고옌센과함께마법수를연구하여완벽한핵껍질모형을만들었다.특히저자가주목하는물리학자는러시아의가모프다.가모프는알파붕괴이론,별의탄생이론,빅뱅이론등수많은업적을남겼으며,물리대중화에도앞장섰다.그는중성자가발견되기전에핵자들이모여원자핵을이루는모습이마치물분자들이모여서물방울을만드는모습과비슷할것으로생각했다.

한국이과학강국으로전세계에우뚝서는날
한국인최초의노벨과학상수상자도탄생할터
저자는이책을고등학교수준의수식을아는수학능력을가진사람을목표로했다고하지만과학에흥미를지닌초등학교고학년부터중·고등학생,일반인은물론과학분야전문가까지폭넓은독자층을아우른다.많은수식이등장하기는하지만수식을다이해하지못해도전체내용을이해하는데는무리가없다.저자는핵물리학이얼마나많은과학자들의땀과의지로오늘날까지발전해오게되었는지에방점을두어설명하고있기때문이다.이책을접하는독자들이핵물리학에관심을두고이분야에기둥이될인재로성장해나간다면과학강국으로서대한민국의미래또한밝지않을까?오늘날많은노벨과학상수상자를배출한일본이이미메이지유신때부터젊은이들을미국이나유럽으로보내물리학을공부하게했다는내용을접하면서한국인으로서마음이아프지않은이는드물것이다.‘일본사람들도서양사람들처럼독창적인과학연구를할수있을까?서양사람들은오랜세월동안과학연구를해왔고일본의연구역사는짧은데이것이가능할까?’했던19세기말나가오카한타로의고민은이후일본물리학의괄목할만한발전을가져왔고,1949년일본최초의노벨물리학상수상으로이어진다.‘이미늦었다고생각한때가가장빠른때’라는말이있듯한국물리학계의괄목할성장은지금부터일지모른다.대한민국이과학강국으로우뚝서는그날까지<노벨상수상자들의오리지널논문으로배우는과학>시리즈는과학꿈나무를비롯한모든이들의든든한밑거름이될것이다.