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책소개


대칭 시리즈 5권. 노벨상을 받은 입자물리학자이자 일리노이 수학-과학 영재 학교(IMSA)의 설립자 리언 레더먼과, 페르미연구소의 이론물리학자 크리스토퍼 힐은 영재들이 대칭 개념에 관심을 갖게 하려는 대중 강연 프로젝트를 진행했고, 이것이 확장되어 이 책이 집필되었다. 아래로는 쿼크에서 위로는 우주까지, 대칭은 자연의 세계를 형성한다.

힐과 레더먼이 쓴 매혹적이면서도 쉽게 읽히는 이 책은 대칭과 같은 단순하고 우아한 개념이 어떻게 우주의 구성에 중요한 의미를 갖는지 궁금해 하는 독자의 호기심을 채워 준다. 집필 과정에서 찾아낸 다양하고 유용한 웹 사이트 자료들을 참고문헌에 다수 공개하고 있는 것도 특기할 만하며, 참고문헌과 수학적 대칭 개념을 설명하고 있는 부록만으로도 이 책은 소장 가치가 있다.
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목차

머리말

대칭이란 무엇인가 17

음악 속 대칭 20

지구는 둥글다 23

수학과 물리학의 대칭 26

에미 뇌터를 기리며 30

 

1장 타이탄의 자손

우주의 진화와 그에 대한 신화적 비유 35

타이탄 37

신들의 황혼 45

지구 49

오클로 천연 원자로 53

물리법칙의 안정성 55

 

2장 에너지와 시간

절대로 일어날 수 없는 일 57

도대체 에너지란 무엇인가 69

다가오는 에너지 위기 78

 

3장 에미 뇌터

대칭은 불변성을 의미한다 83

수학과 물리학 85

에미 뇌터의 삶과 시대 배경 88

대칭과 물리학 99

 

4장 대칭 · 공간 · 시간

시공간 연속체 103

사고 실험실 104

공간 병진 107

시간 병진 111

회전 113

운동 대칭 117

전역 물리와 국소 물리의 비교 120

 

5장 뇌터의 정리

기초 물리학의 보존 법칙들 125

운동량 보존 126

에너지 보존 135

각운동량 보존 143

 

6장 관성

좀처럼 인지되지 않지만 분명히 존재하는 151

관성, 대칭, 태양계 역사의 요약 155

관성을 알아차리다 165

대칭·관성·물리법칙의 통합 168

뉴턴의 운동 법칙 170

가속도 172

중력 176

 

7장 상대성

빛의 속력 183

움직이는 관찰자가 본 빛의 속력 189

상대성 원리 195

전복된 갈릴레오의 상대성 197

아인슈타인의 상대성 199

특수 상대성의 기이한 결과 204

특수 상대성의 에너지와 운동량 209

일반상대성이론 212

 

8장 반사

거울 나라에서 찾은 대칭 215

반사 대칭 217

반전성 대칭과 물리법칙 223

반전성 대칭을 폐기하다 228

시간 역전 대칭 235

시간 역전 불변성과 반물질 239

CPT 대칭 243

 

9장 깨어진 대칭

깨어진 대칭의 재구성 245

심 끝으로 선 연필 246

자석 249

자연에서 일어나는 자발적인 대칭 깨짐 255

우주 팽창 259

 

10장 양자역학

고전역학의 한계 263

빛은 입자인가 파동인가 266

더욱 기이해지는 양자론 273

불확정성원리 276

파동함수 280

속박 상태 285

양자론의 스핀과 궤도 각운동량 290

동일 입자의 대칭 293

교환 대칭 : 물질의 안정성과 중성자별 299

양자론과 특수상대성이론의 만남 : 반물질 302

 

11장 빛의 숨겨진 대칭

전하량 보존 법칙으로 인도하는 숨겨진 다리 307

암시된 대칭 309

국소 게이지 불변성 대칭 311

복사의 양자적 과정 : 양자전기역학 318

파인만 다이어그램 320

모든 힘들의 통합을 향해 328

 

12장 쿼크와 경입자

최후의 마트로슈카가 될 입자 331

20세기 중반의 원자 333

쿼크 337

입자와 힘을 기술하는 표준 모형 338

강력은 게이지 대칭이다 346

약력 356

힉스 장 358

힉스 보손을 넘어서면 초대칭일까 362

철학적 관점에서 본 의견 367

교육자를 위한 맺는 말 371

 

부록

수학에서 정의하는 대칭 375

셔먼의 미국 수학능력시험 모의고사 문제 390

연속 대칭군 396

 

참고자료 402

찾아보기 434


저자

리언 레더먼 (Leon M. Lederman) (지은이)

 

입자물리학자이자 실험물리학자로 1951년에 컬럼비아대학교에서 물리학 박사학위를, 1958년부터 1979년까지 같은 대학의 교수로 재직했다. 미국 브룩헤이븐 연구소에서 중성미자에 대한 연구를 했으며, 1979년부터 1989년까지 페르미 연구소 소장을 지냈다. 1988년 '뮤온 중성미자의 발견을 통한 중성미자 빔 방법과 렙톤의 이중구조 규명'에 대한 공로로 멜빈 슈워츠, 잭 스타인버거와 함께 노벨 물리학상을 수상했다. 1986년 과학 영재학교인 일리노이 수학 과학 아카데미를 설립했으며 2012년부터 명예 상근 과학자로 재직 중이다. 2... 더보기

최근작 : <힉스 입자 그리고 그 너머>,<신의 입자>,<시인을 위한 양자물리학>

 

 크리스토퍼 T. 힐 (Christopher T. Hill) (지은이)

 

페르미 국립가속기연구소 이론물리학과의 의장이며 미국 물리학협회 회원이다. 힉스 매커니즘에 의한 대칭 깨짐 이론에 활발하게 공헌했으며 리언 레더먼과 함께 물리학에 관한 다양한 책들을 집필하고 있다.

최근작 : <힉스 입자 그리고 그 너머>,<시인을 위한 양자물리학>,<대칭과 아름다운 우주>
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