| [ KAIST ] in KIDS 글 쓴 이(By): guest (guest) <210.113.55.243> 날 짜 (Date): 2002년 10월 14일 월요일 오전 09시 39분 00초 제 목(Title): p] 원자량 5번,8번 원소가 존재하지 않는 � 원자량 5번,8번 원소가 존재하지 않는 이유 연구자들은 지금까지의 가장 정확한 계산을 통해 자연계에 다섯 개나 여덟 개의 입자로 구성된 원자핵이 없는 이유를 설명하였다. 연구팀은 두 핵입자 사이에 작용하는 힘에 대한 복잡하고 실질적인 일련의 모델을 이용하여 원자핵의 안정성을 계산하였다. 그들은 이 계산을 통해 존재하지 않는 원자핵을 불안정하게 만드는 힘의 성분을 확인했다. 10월 28일자 Physical Review Letters에 발표된 이 결과는 핵물리학이 그렇게 까지 복잡해질 이유가 없다는 생각과 반대의 결과를 보여주고 있다. 양성자와 중성자 사이의 강한 핵력은 핵입자들이 짧은 거리에서 쿼크혼합체로 작용하기 때문에 매우 복잡한 수학식으로 표현된다. 연구자들은 양성자와 중성자 안의 쿼크는 QCD 이론을 따른다고 믿고 있다. 하지만 일리노이에 있는 아르곤 국립 연구소(Argonne National Laboratory)의 로버트 위링가(Robert Wiringa)에 따르면 그 정도의 수준에서 힘을 계산한 사람은 아무도 없었다고 한다. 그는 “우리는 실험 자료와 일치하는 힘의 형태를 만들어 내야만 한다.”라고 말했다. 실험물리학자들이 수십 년 동안 핵입자 사이의 충돌로부터 점점 더 많은 수집하면서 이를 통해 유추된 힘은 점점 정확해지고 있으며 또한 복잡해지고 있다. 하지만 최근까지 이러한 힘에 대한 실질적인 모델을 사용하여 몇 개 이상의 핵입자에 대한 문제를 푼 사람은 아무도 없었다. 최근에 위링가와 스티븐 피퍼(Steven Pieper)는 수치해석 기법을 확장하여 10개의 입자로 구성된 원자핵까지 계산하였다. 그들은 강력한 수학적 도구를 사용하여 핵에 대한 근본적인 의문점을 파헤쳤다. 5개나 8개의 핵자로 이루어진 안정된 핵이 존재하지 않는 이유는 무엇인가? 이러한 핵자가 없기 때문에 빅뱅에서는 리튬보다 무거운 원소가 만들어지지 않았고 태양은 인간이 진화할 때까지 오랫동안 핵융합을 유지해왔다. 위링가와 피퍼는 두 종류의 핵자가 존재하지 않는 간단한 사실을 설명하기 위해 그렇게 복잡한 힘의 법칙이 필요한 것인지 의문스러웠다. 원자핵은 나누어져있을 때보다 하나로 되어 있을 때 더 많은 에너지를 가지고 있으면 불안정하다. 예를 들어 4개의 핵자로 이루어진 두 원자핵은 8개의 핵자로 이루어진 1개의 원자핵보다 에너지가 낮다. 연구자들은 완전한 형태의 핵력으로부터 계산을 시작하였고 각 단계에서 7개의 가장 가벼운 핵자의 에너지를 계산하여 복잡성을 제거하였다. 그들이 스핀궤도 상호작용 항을 제거했을 때 존재하지 않는 가상의 원자핵은 불안정한 상태가 되었다. 하지만 연구자들이 다음 단계에서 텐서힘(두 개의 자석이 나란히 있을 때 느껴지는 힘과 비슷한 형태의 힘)을 제거하자 자연 상태로 존재하지 않는 두 개의 원자핵의 에너지는 갑자기 떨어졌다. 이것은 그러한 힘이 없는 경우에 원자핵이 안정한 상태가 된다는 것을 의미한다. 위링가는 텐서힘의 상대적 중요성은 이론적으로 예측되었다고 말한다. 그는 “우리는 이번 연구를 통해 텐서힘이 원자핵의 상태를 결정짓는데 핵심 역할을 한다는 것을 알았다.”라고 말했다. 브룩헤븐 국립 연구소(Brookhaven National Laboratory)의 데이비드 밀레너(David Millener)는 “이러한 생각은 오래전부터 있었지만 사람들은 실제로 그 값을 계산해내지 못했다. 이렇게 향상된 계산을 이용하면 원자핵 내에서 일어나는 일을 추적할 수 있다.”라고 말했다. 정보출처 발행일 20021012 발행국가 UNITED STATES 원문언어 English Date 2002/10/14 source (http://focus.aps.org/v10/st16.html) *** http://kosen21.org/pls/kosendev/menu.news_index?vc_url=overseas_news_board.contents_view%3Fn_board_seq=20%26n_data_seq=94201 |