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양자 101가지 질문과 답변

케네스 W. 포드 지음 | 이덕환 옮김 | 까치 | 2015년 10월 27일 출간
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ISBN 9788972916031(897291603X)
쪽수 368쪽
크기 155 * 225 * 21 mm /666g 판형알림
원서명/저자명 101 Quantum Questions : What You Need to Know about the World You Can't See/Ford, Kenneth William

책소개

이 책이 속한 분야

케네스 W. 포드의 『양자』는 우리가 직접 볼 수 없는 미시 세계를 이해하기 위해서 필요한 양자역학의 훌륭한 입문서이다. 저자는 거시 세계에서는 누구에게나 분명하게 구별되는 입자와 파동의 구분이 사라지는 양자역학의 세계의 핵심을 101가지 질문을 통해서 친절하고 명쾌하게 답변하고 있다.

저자소개

저자 : 케네스 W. 포드

저자가 속한 분야

저자 케네스 W. 포드는 1926년에 미국 플로리다에서 출생했다. 존 휠러의 지도하에 프린스턴 대학교에서 박사학위를 받았다. 브랜다이스 대학교, 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스, 매사추세츠 대학교 등에서 교수를 역임했다. 1987년부터 1993년까지 미국 물리학협회 회장을 지냈다. 『양자 세계 여행자를 위한 안내서(The Quantum World)』와 자서전 『비행과 사랑에 빠져서(In Love with Flying)』를 썼다.

케네스 W. 포드님의 최근작

역자 : 이덕환

역자 이덕환은 서울대학교 화학과를 거쳐 미국 코넬 대학교 화학과에서 박사학위 취득. 미국 프린스턴 대학교의 연구원을 거쳐 서강대학교 화학과에서 교수로 재직 중이다. 전공은 비선형 분광학, 양자화학, 과학 커뮤니케이션이다. 저서로는 『이덕환의 과학세상』이 있고, 옮긴 책으로는 『같기도 하고 아니 같기도 하고』, 『먹거리의 역사』, 『거의 모든 것의 역사』,『아인슈타인』, 『물리학으로 보는 사회』, 『거인들의 생각과 힘』, 『강아지도 배우는 물리학의 즐거움』, 『양자혁명』 외 다수가 있으며, 대한민국 과학문화상(2004), 닮고 싶고 되고 싶은 과학기술인상(2006), 과학기술훈장 웅비장(2008)을 수상했다.

목차

서문

제1장 원자보다 더 작은 세계
1. 도대체 양자는 무엇일까?
2. 양자물리학의 법칙은 어디에 적용될까?
3. 대응 원리는 무엇일까?
4. 원자는 얼마나 클까?
5. 원자 속에는 무엇이 있을까?
6. 대부분이 빈 공간이라면 고체 물질은 왜 단단할까?
7. 전자는 얼마나 클까? 그 속에 또 무엇이 있을까?

제2장 더 깊이 들어가기
8. 원자핵은 얼마나 클까? 그 속에는 무엇이 있을까?
9. 양성자와 중성자는 얼마나 클까? 그 속에는 무엇이 있을까?
10. 플랑크 상수는 무엇이고, 어떤 의미를 가지고 있을까?
11. 광자는 무엇일까?
12. 광전 효과는 무엇일까?
13. 어떤 입자들이 기본 입자이고, 어떤 입자들이 복합 입자일까?
14. 표준 모형은 무엇일까?

제3장 작은 것과 빠른 것
15. 양자 거리의 척도는 무엇일까?
16. 입자는 얼마나 멀리 떨어져 있는 입자에게 영향을 “미칠” 수 있을까?
17. 입자들은 얼마나 빨리 움직일까?
18. 시간의 양자적 스케일은 어느 정도일까?
19. E = mc2은 무슨 뜻일까?
20. 전기 전하는 무엇일까?
21. 스핀은 무엇일까?

제4장 양자 덩어리와 양자 도약
22. 어떤 것이 덩어리일까(어떤 것이 덩어리가 아닐까)?
23. “운동 상태”는 무엇일까?
24. 들뜬 운동 상태에 있는 수소 원자는 다른 상태에 있는 원자와 같은 원자일까 아니면 전혀 다른 원자일까?
25. 양자수는 무엇일까? 양자수를 합치는 규칙은 무엇일까?
26. 양자 도약은 무엇일까?
27. 양자물리학에서 확률의 역할은 무엇일까?
28. 양자 세계에서도 확실한 것이 있을까?

제5장 원자와 원자핵
29. 선 스펙트럼은 무엇일까? 원자에 대해서 무엇을 알려줄까?
30. 원소의 표는 왜 주기적으로 되어 있을까?
31. 무거운 원자의 크기가 가벼운 원자와 거의 같은 이유는 무엇일까?
32. 원자핵 안에서 양성자와 중성자는 어떻게 움직일까?
33. 원자 번호와 원자량은 무엇일까?

제6장 원자핵에 대한 더 많은 질문들
34. 주기율표에 끝이 있는 이유는 무엇일까?
35. 방사성은 무엇일까? 그 형태는 무엇일까?
36. 중성자가 원자핵의 내부에서는 안정적이지만, 혼자서는 불안정한 이유는 무엇일까?
37. 핵분열은 무엇일까? 왜 에너지가 방출될까?
38. 핵융합 반응은 어떨까?

제7장 입자들
39. 경입자는 무엇일까? 경입자의 향기는 무엇일까?
40. 뉴트리노는 몇 종류나 있을까?
41. 뉴트리노도 질량을 가지고 있을까? 뉴트리노가 “진동하는” 이유는 무엇일까?
42. 정말 입자의 세 가지 세대만 존재할까?
43. 모든 전자가 동일하다는 사실을 어떻게 알아낼까?

제8장 그리고 더 많은 입자들
44. 이름, 이름, 이름. 그 모든 것이 무슨 뜻일까?
45. 쿼크의 성질은 무엇일까? 쿼크는 어떻게 결합할까?
46. 복합 입자는 무엇일까? 몇 종이나 있을까?
47. 모든 입자가 페르미온이나 보손이어야만 할까? 무엇이 이 두 부류를 구별할 수 있도록 해줄까?
48. 보스-아인슈타인 응축은 무엇일까?
49. 보손과 페르미온이라는 이름은 어떻게 붙여졌을까?

제9장 상호작용
50. 파인만 도형은 무엇일까?
51. 파인만 도형의 핵심 특징은 무엇일까?
52. 파인만 도형은 강한 상호작용, 약한 상호작용, 전자기 상호작용을 어떻게 보여줄까?
53. 어떤 입자가 안정적일까? 어떤 것이 불안정할까? 입자가 붕괴된다는 것은 무슨 뜻일까?
54. 산란은 무엇일까?
55. 산란이나 붕괴의 전과 후에 무엇이 똑같을까?
56. 산란이나 붕괴 과정에서는 무엇이 변할까?

제10장 변화에서의 불변성
57. “4대” 완전 보존 법칙은 무엇일까?
58. 양자 세계에서 작동하는 완전한 보존 법칙이 더 있을까?
59. TCP 정리가 무엇일까?
60. 어떤 보존 법칙이 “불완전한” 것일까?
61. 어떤 대칭 원리가 “불완전한” 것일까?
62. 강요 법칙과 금지 법칙은 무엇일까?
63. 대칭, 불변, 보존의 개념은 어떻게 연결되어 있을까?

제11장 파동과 입자
64. 파동과 입자의 공통점은 무엇일까? 차이점은 무엇일까?
65. 드 브로이 방정식은 무엇일까? 그것이 왜 중요할까?
66. 파동은 양자 덩어리와 어떻게 관련되어 있을까?
67. 파동은 원자의 크기와 어떻게 관련될까?
68. 회절은 무엇일까? 간섭은 무엇일까?
69. 이중 슬릿 실험은 무엇일까? 왜 중요할까?
70. 터널 현상은 무엇일까?

제12장 파동과 확률
71. 파동 함수는 무엇일까? 슈뢰딩거 방정식은 무엇일까?
72. 파동은 어떻게 확률을 결정할까?
73. 파동이 어떻게 입자를 고정된 곳에 머물지 못하게 만들까?
74. 불확정성 원리는 무엇일까?
75. 불확정성 원리가 물질의 파동성과 어떻게 관련될까?
76. 겹침은 무엇일까?
77. 파동은 꼭 필요할까?

제13장 양자물리학과 기술
78. 입자를 어떻게 빛의 속도에 가깝게 가속시킬 수 있을까?
79. 고에너지 입자는 어떻게 감지할까?
80. 레이저는 어떻게 작동할까?
81. 전자는 금속에서 어떻게 행동할까?
82. 반도체는 무엇일까?
83. p-n 접합은 무엇일까? 다이오드가 되는 이유는 무엇일까?
84. 다이오드의 용도는 무엇일까?
85. 트랜지스터는 무엇일까?

제14장 모든 규모에서의 양자물리학
86. 블랙홀이 증발하는 이유는 무엇일까?
87. 태양의 중심에서는 양자물리학이 어떻게 작동할까?
88. 초전도성은 무엇일까?
89. 초유체성은 무엇일까?
90. 조지프슨 접합은 무엇일까?
91. 양자점은 무엇일까?
92. 쿼크-글루온 플라스마는 무엇일까?
93. 플랑크 길이는 무엇일까? 양자 거품은 무엇일까?

제15장 첨단과 수수께끼
94. 물리학자들이 137이라는 숫자를 좋아하는 이유는 무엇일까?
95. 얽힘은 무엇일까?
96. 벨의 부등식은 무엇일까?
97. 큐비트는 무엇일까? 양자 컴퓨팅은 무엇일까?
98. 힉스 입자는 무엇일까? 왜 중요할까?
99. 끈 이론은 무엇일까?
100. “측정 문제”는 무엇일까?
101. 왜 양자일까?

부록 1
부록 2
감사의 말
역자 후기
인명 색인

추천사

잭 W. 와이겔(라이브러리 저널)

지난 수십 년 동안 대중에게 현대 물리학을 설명해주기 위해서 발간된 수많은 책들 중에서 이 책은 가장 뛰어난 것이 분명하다.

퍼블리셔스 위클리

포드는 얽히고설킨 주제를 이해하기 위해서 노력하는 일반인들을 괴롭히는 질문에 대한 재미있고 직선적인 설명으로 흥미로운 읽을거리를 만들어냈다.

아만다 게프터(뉴 사이언티스트)

양자역학의 기묘함에 대한 포드의 질문-답변 형식은 분명하고 유용한 참고 자료이다. 포드의 쉬운 문장은 독자에게 자연의 가장 작으면서도 가장 직관에 어긋나는 미시 세계를 편안하게 느끼도록 해준다.

출판사 서평

소립자에서 블랙홀까지 기묘하고 놀라움으로 가득한 양자 세계 안내서
101가지 질문으로 풀어본 양자의 모든 것!

요즘 인기를 모으고 있는 영화 “마션”이나 2014년도에 천만 관객을 동원한 영화 “인터스텔라”, 2013년도의 “그래비티” 등 우주를 배경으로 하는 영화들이 새롭게 주목받고 있다. 더 이상 허무맹랑한 SF영화가 아닌, 정확한 과학에 기반하고 있는 이러한 영화들이 가능하게 된 데에는 바로 양자의 발견이 중요한 역할을 했다고 할 수 있다. 그러나 양자라는 단어는 낯설고 어렵게만 느껴지는 것이 사실이다. 미국 대학에서 ... 더보기

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