<스핀> 이강영

4개의 양자수(n,l,m,s)와 파울리의 배타원리!

스핀에 따라서 이 세상의 모습은 달라진다!

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파동역학에서 전자의 양자역학적 상태를 나타내는 데는 전자의 에너지크기를 결정하는 주양자수n, 각운동량의 크기를 나타내는 부 양자수l, 자기 양자수m, 스핀의 각운동량의 값을 결정해주는 스핀양자수의 네 개의 양자수가 가지는 물리적 의미와 파울리의 배타원리를 알아야 페르미온과 보손의 구분, 양성자와 중성자, 주기율표가 왜 지금의 모습인지를 알 수 있습니다.

자연의 깊은 비밀, 네 개의 양자수(n,l,m,s)가 가지는 물리적 의미와 배타원리! 반복해서 읽었습니다.

쉽지 않습니다. 책을 읽다가 궁금하거나 모르는 부분은 3월 23일 금요일 서울 백북스 이강영 교수님강연 때 물어보는 걸로.....

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

보어는 선스펙트럼이 원자속에서 전자가 불연속적이 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.

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? 공간이란? 그리고 기본입자가 결국 무엇인가 하는 아주 근본적인 문제와 연결된다. 이강영 교수님의 <스핀> 중에서...

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