‘스핀’에 따라서 이 세상의 모습은 달라진다.

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이강영 교수는 <스핀>에서 보어의 원자 모델, 그리고 스핀과 배타원리라는 개념이 어떤 배경에서 태어났는지 그리고 어떤 실험을 통해 검증되었는지, 어떤 과정을 거쳐 탄생했는지를 점층적으로, 역사적인 방법으로 수학적 해석과 함께 양자역학이 발전해온 과정을 깊이 있게 소개하고 있습니다. 새로운 시도이고 실제로 이해하기 쉽다는 점에서 아주 교육적이라고 생각합니다.

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이런 서술 방법은 ‘닥치고 계산’만 해야 제대로 이해할 수 있다는 양자역학의 세계를 일반 독자들도 깊이 있게 양자역학의 세계를 이해하게 하려는 배려의 결과물이라 생각합니다.

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두 번째로 이강영 교수는 ‘독자 여러분! 원자의 풍경이 궁금해요? 원자의 풍경이 궁금하면 보어가 러더퍼드의 원자 모형과 플랑크의 양자, 그리고 분광학의 선스펙트럼으로 원자내의 전자 에너지구조를 어떻게 밝혀나갔는지 알아야해요’라고 전반부에서 보어모델을 중심으로 소개한 다음,

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세 번째로, 정말 말하고 싶었던 부분은 ‘ 여러분! 입자가 무엇이고 물질이 무엇인지 궁금해요?’ 스핀과 배타원리를 알면 세상이 왜 지금의 모습인지 알 수 있어요.‘ 라고 스핀과 배타원리를 알아야 하는 이유를 외치고 싶어서가 아닐까 생각합니다.

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“20세기에 들어서 인간은 원자를 분류했고 원자로부터 나오는 신호를 포착했으며 원자 속에서 원자핵을 발견했다.

보어는 선스펙트럼이 원자 속에서 전자가 불연속적인 에너지 상태를 가짐을 의미한다는 점을 밝혀내어 원자의 구조를 이해하는데 결정적인 첫 발을 내딛었고, 조머펠트와 여러 사람들이 그 뒤를 이어 전자의 상태를 좀 더 정확히 묘사해 나갔다. 차츰 몇 명 사람들에게는 원자속의 풍경이 흐릿하나마 떠오르기 시작했다.

마침내 파울리가 그 풍경을 그리는 규칙을 찾아냈으니, 그것이 배타 원리다. 그리고 배타 원리를 이해하는 과정에서 전자의 스핀이라는 새로운 물리량이 도입되었다.....

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배타원리와 스핀은 이렇게 원자의 구조를 이해하기 위해 탐구된 것이지만, 사실 이들은 훨씬 더 넓고 깊은 의미를 가지고 있었다. 스핀은 전자 뿐 아니라 모든 기본 입자가 가지는 가장 근본적인 물리적 성질 중 하나다. 나아가서 스핀은 단순한 물리량이 아니라 배타원리가 작동되도록 하는 물리량이다. 그래서 스핀에 따라서 이 세상의 모습은 달라진다. 이 문제는 물질이란 무엇인가? 공간이란 무엇인가? 그리고 기본입자가 결국 무엇인가? 하는 아주 근본적인 문제와 연결된다.“ 이강영 교수의 <스핀> 중에서

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