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상해교통대학 자연계에 강한 상호작용연구의 새로운 해법 제시
  • 등록일2013.09.06
  • 조회수258
상해교통대학 물리학부의 지샹둥(季向東) 교수는 물리연구 분야의 권위학술저널인 “Physics Letters”에 「Euclidean space point when parton physics(欧几里得时空格点上的部分子物理)」라는 제목의 논문을 발표하였다. 이 논문에서는 양자색역학(量子色力學:quantum chromodynamics) 연구에서 올린 최신 성과를 소개하였고, 강한 상호작용의 새로운 해법을 제시하여 세계 물리학계의 최신 화두로 떠올랐다. 물리학계는 “이는 양자색역학이론을 이용해 강한 상호작용 현상을 연구하기 위한 새로운 문을 열어놓았다”고 높이 평가했다.

자연계에서 발견되는 입자간의 상호작용은 그 세기에 따라서 강한 상호작용, 전자기적상호작용, 약한 상호작용, 중력 상호작용의 4가지로 분류할 수 있다. 그 중 강한 상호작용을 규범화하는 기본이론은 양자색역학이다. 과학자들은 양자색역학 이론은 물리학에서 가장 완벽한 이론임을 인정하지만 오히려 하나의 “꽃병”에 비유하고 있다.

지샹둥은 “이는 마치도 풀이하기 힘들고 매우 복잡한 방정식과도 같기 때문에, 이 방정식을 이용해 실제 세계의 현상을 계산하고 해석하기는 더욱 힘들다.”라고 설명하였다. 이처럼 이 이론은 실제 물리연구에서 응용이 불가능하기 때문에 양성자와 중성자의 “파톤(Parton: 핵자의 구성 요소를 이룬다는 가설입자; quark나 gluon)”구조에 관한 연구는 반드시 다양한 고에너지 가속기 실험을 통해야만 가능할 뿐, 오히려 양자색역학을 이용하면 계산이 불가능하다.

지샹둥 교수는 양자색역학으로 정지상태의 “파톤(Parton)”의 법칙은 연구할 수 있다면, 운동상태의 “파톤” 운동을 정지상태의 그림으로 전환시킨 다음 다시 양자색역학 이론을 이용해 계산할 수 있는 구조를 고안하였다.

연구 결과, 지샹둥 교수는 아인슈타인의 “협의상대론”을 토대로, 만약 공간에서 적합한 좌표와 참조물만 선택한다면 2개의 동적인 상호 연결된 “사건”은 “상대 정지”를 실현할 수 있음을 발견하였다.

Time and space grid에서 고속으로 운동하는 양성자와 중성자를 통해 파톤의 광뿔 연관성(Light cone association)을 순수 공간적 연관성(spatial association)으로 퇴화시킬 수 있기 때문에, 대형 컴퓨터를 이용해 파톤 분자물리를 모의할 수 있을 것이다. “Physics Letters” 논문심사자는 “이러한 구상은 양성자구조의 양자색역학 연구를 위해 참신한 방법을 고안하였다.”라고 평가했다.

“많은 미시적 세계의 운동은 단순히 실험을 통해서만은 입증할 수 없지만 새로운 방법을 이용하면 모사와 해석이 가능하며, 나아가 이러한 미지현상에 대한 예측도 가능해질 것이다.”라고 지샹둥이 전망했다.

정보출처 : http://www.stdaily.com/stdaily/content/2013-08/29/content_638673.htm