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우주적 물리학도 레이의 연구실

우주적 물리학도가 되고 싶은 레이의 물리블로그입니다. 물리이야기도 쉽게 소통할 수 있다는 믿음의 끈을 꼭 쥐고 있습니다. by cosmic-ray


오픈 엑세스를 이용해 보아요.

논문 검색을 하다보면 무료로 엑세스가 되지 않는 경우들이 있다. 저작권이 있으니 당연한 것. 학생의 경우에는 학교에서 구독료를 지불한 저널에 대해서는 무료로 논문을 열람할 수 있다. 하지만 그것도 간혹 되지 않는 경우들이 있는데 그럴 때는 대략 난감;;

내가 주로 이용하는 아카이브 서비스는

www.arxiv.org
http://www.slac.stanford.edu/spires/hep/

이다. 스파이어스를 주로 사용하는데 easy search를 클릭하면 다양한 방법으로 논문을 검색할 수 있다.


하지만 특정 학교나 연구소 소속이 아니라면 논문을 보고 싶어도 보기 힘들 것이다. 돈이 많으면 그것도 문제 없겠지만

그런 경우에 이용할 수 있는 서비스가 있다. 서울대와 카이스트에서 제공하는 오픈 엑세스 서비스라는데 카이스트는 이미 몇 년 전부터 하고 있었고 서울대는 지난 달부터 시작했다고 한다. 저작권에 문제가 없는, 본교 소속 연구자들의 연구성과를 데이터베이스화 하고 그것을 누구든 무료로 이용할 수 있도록 한 것이다. (해당 학교 연구자의 결과물만 볼 수 있기 때문에 제한적이기는 하지만 이것만이라도 감사한 것이니. 외국의 다른 연구기관도 혹시 이런 서비스를 하고 있는지 찾아볼 수도...)

개인적으로 너무 반가운 것은 서울대의 경우 대학원생의 학위 논문 또한 수집 대상이라 열람 가능하다는 것. 새로운 분야 공부를 할 때 기초적인 내용을 어디서 찾아야 하나 막막할 때 학위논문의 리뷰를 따라가면 큰 도움이 되기 때문이다.

서울대 s-space에 접속해 봤는데 내 컴퓨터의 문제인지 서비스에 약간 문제가 있는 것인지 논문이 열리지가 않는다. 뷰어가 필요하다고 오류가 나는데 내 컴에는 이미 acrobat이 깔려 있는데 이상하다. 서울대 전용 뷰어를 다운로드 받으려고 해도 되지 않더라. 아쉽아쉽.

좋은 정보를 제공해준 더사이언스 기사 감사.

서울대-KAIST 연구성과 누구나 볼 수 있다




덧, 서울대 s-space
     카이스트 koasas


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당신은 지구, 환경을 어떻게 생각하나요?

작년 개봉한 <지구>, 몇 주 전 MBC에서 방영한 <북극의 눈물>, KTV에서 방영한 <죽음이 차오르는 나라 투발루>

공통적으로 떠오르는 주제가 있다면? 바로 환경, 지국 온난화로 인한 자연과 인간의 고통과 위기이다. 세 가지 모두 인상깊게 보았는데 환경위기시계와 관련된 인터넷 뉴스를 보다가 새삼스레 떠올랐다.

대도시에 살고 있는 사람들은 지구가 죽어가고 있는지 어쩐지 생활에서 접하기 힘들다. 하지만 조금만 고개를 돌려본다면 온난화로 인해 북금곰은 먹이사냥을 하지 못해 생존 자체가 위기에 처해있꼬 그곳에서 사냥을 업으로 살던 이누이트들도 삶의 터전을 잃고 직업을 바꾸는 등 삶에 갑작스러운 변화를 겪고 있다. 그런가하면 나라 전체에 자동차가 100대도 채 되지 않는 남태평양의 작은 섬 투발루에서는 자신들의 초래하지도 않은 지구 온난화로 인해 해일로 집을 잃고 나라 전체가 물 속에 가라앉을 위기를 겪고 있다.

당신은 지구가 죽어가고 있다는 것을 느끼고 있나? 머나 먼 땅의 사람들에게 조금이나마 함께 책임을 져야 할 문제라고 생각하는가? 환경문제란 나와는 전혀 상관없는 일이라고 당당히 말하고 다니는가?

서울에 사는 나는 자연을 그리 접할 일이 없어 모르겠소, 환경은 환경이고 나는 나, 먹고 살기도 힘들어 죽겠는데 배부른 소리하네. 해결하지도 못할 일을 가지고 괜한 죄책감만 가지는 것이 더 바보같아.

모두가 생각하는 지점이 다르겠지만 적어도 환경문제만은 먼 일이라고 다음 세대 혹은 그 다음 세대의 문제라고 넘기지 말자. 적어도 지금 내가 할 수 있는 최소한의 일만 신경쓴다면 조금은 나아지지 않겠는가. 나아지지 않더라도 조금 더디게 진행될 수 있지 않겠는가.

If the Earth dies, you die. If the human race dies, the Earth survives. 

                                                                                  <지구가 멈추는 날 중에서>



영화를 보면서 어느 정도 공감한 대사. 이렇게 되서는 안되잖아.


* 지구본을 보면서 지도를 보는 취미가 생긴 여섯 살짜리 조카에게 지구가 아파서 죽어가고 있다고 했다. 우리가 지구를 사랑해줘야 한다고. 무슨 말인지도 잘 모르면서 지구가 자기 때문에 아픈 것이냐고 내게 물었다. 그건 아니라고, 하지만 네가 사랑해주면 덜 아플 거야라고 했더니 힘차게 응! 이라고 대답한다. 어린 아이에게 괜히 뜬구름 잡는 소리만 했나 싶었다. 조카가 할 수 있는 일이 뭐 없을까 고민하다가 우유를 마실 때 흘릴까봐 빨대를 이용하는 것을 보았다. 물론 집에서는 한 번 쓰고 버리지 않고 씻어서 몇 번씩 쓰기는 했다. 우유 마시는 것을 보고 이야기해주었다. 네가 우유 마실 때 빨대를 쓰지 않고 흘리지 않게 컵으로 잘 마시면 지구가 그만큼 덜 아플거야. 지구는 빨대를 잘 소화를 못 시키거든. 자기가 지구를 사랑해줄 수 있는 구체적인 방법을 들은 조카는 꼭 그러겠다고 나와 손가락을 걸고 약속을 했다. 잘 지키고 있을런지... 여섯 살짜리 꼬마도 할 수 있는 일, 당연히 우리 모두 할 수 있다. 내가 하고 있는 일은 연구실에 젓가락과 숟가락, 물통을 두고 일회용을 쓰지 않는 것이다.

당신 주위에도 지구를 살릴 수 있는 작은 일이 분명 있을 것이다. 

환경위기시계가 궁금하다면 여기로 가보자.
그리고 위의 세 다큐는 강추.




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LHC에서의 CMS 실험 (1/3)

막연하게 내가 공부하고 있는 것을 주로 하는 블로그를 열어야겠다고 생각만 하고 있다가 아, 정말 물리블로그를 열어야지,라고 결심하게 된 계기를 마련해준 것이 있다. 바로 2008년 9월 10일에 있었던 LHC의 가동사건. 워낙 다양하게 이야깃거리가 되었기에 사건이라고 부를만 하다.

그 때 온갖 매체에서 LHC의 이야기를 전하는데, 정확한 내용을 다루는 기사보다 블랙홀이 어쩌고 저쩌고 하면서 잘못된 내용을 선정적으로 다루는 것을 보면서 '이야기'하고 싶다는 강렬한 욕구가 솟아올랐다. 이미 하고 있던 블로그가 있었지만 더 많은 사람들과 소통하고 싶다는... ㅎㅎ

미적미적 거리다가 한 해가 지나서 열게되었다. 그 사이에 물리학과 콜로퀴움에 성균관 대학교 물리학과 최영일 교수님(한국 CMS 실험 사업단장을 맡고 계시다)도 강연을 하고 가셨고 이것으로 과제도 제출하였다. 나중에 블로그에 올릴 계획으로 정성들여 준비했던 글인데 역시 부족하다. 블로그 꿈나무인 주제에 블로그가 이러네저러네 한 것도 (그리고 이미 많은 사람들이 블로그로 소통하고 있다) 좀 부끄럽긴 하지만 솔직한 생각이니 그냥 가감없이 올려야겠다.

한글문서로 표지 포함 13쪽인데 한 번에 올리기는 그렇고 세 번 정도로 나누어서 올릴 예정이다. 벌써 몇 개월 전의 일이고 현재 LHC는 가동 중단된 상태라 시의성이 떨어지지만 몇 개월 후의 본격 가동을 기대하며 포스팅한다. 부족한 부분은 서로 메워가면서 봤으면 하는 바람이다.


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1. 9월 10일, 그 역사적인 날 

모든 언론이 난리가 났다. 평소에 전혀 그들의 관심을 끌지 못하던 물리학 - 그 중에서도 입자물리학 - 에 대한 이야기가 각종 언론의 소재가 되었다. 우리나라의 대표적인 인터넷 포털 사이트인 다음, 네이버 등의 첫 화면에 있는 기사목록에 당당히 한 자리 차지하고 있다. 포털사이트의 첫 화면에 물리 이야기가 뜨다니 이게 얼마만인가? 

 

▶ 지구가 멸망한다. 


9월 초쯤 아버지를 뵈었을 때 아버지가 이렇게 물으셨다.

“그 스위스에 무슨 실험이 있다는데 그게 블랙홀이 만들어진다고 그러는구나. 그게 정확히 무슨 실험이냐?”

그 때까지만 해도 난 언론에서 LHC의 가동에 그렇게 관심이 많은지 몰랐다. 그리고 블랙홀이 생겨서 우리 지구를 위협할 것이라는 이야기가 나돌고 있는지도 몰랐다.

  사상 최대 스위스 블랙홀 실험 오늘 오후 4시 30분 실시

이렇게 스포츠 신문에서까지도 기사로 다룰 정도라니 그 열풍이란 상상을 초월할 정도다. 처음에는 LHC 가동이 기사화 된 것을 보고 LHC에서 열심히 보도 자료를 뿌린 성과라고만 생각했다. 그리고 이런 식으로 이야깃거리를 만들어서 많은 사람들에게 알리는 것이 물리의 저변 확대에도 도움이 될 것이라고 낙관적으로 바라보았다. 하지만 진실은 내가 원하는 것과는 다르기 마련이다. 

위의 기사에서도 볼 수 있지만 단신으로 처리하면서도 자극적으로 기사를 뽑아냈다. 블랙홀이 만들어져 지구를 삼켜 버릴 수 있다는 이야기를 이 짧은 기사 안에서도 언급하는 것이다. 제목도 틀렸다. 블랙홀 실험이 아니라 입자충돌 실험이다. 

언론의 이와 같은 잘못된 정보 전달과 과장, 선정적인 보도로 인해 분명 많은 사람들이 이 소식에 더 관심을 갖게 되었지만, 정확한 사실을 알지 못하고 무조건 부정적으로 생각하는 사람들이 늘어났다. 그럼에도 불구하고 사람들의 이목을 집중시켰으니 그것으로 만족해야 하나? 이것이 과연 우리, 물리를 하는 사람들에게 긍정적일 수 있을까? 


▶ 대중과의 소통 - 블로그가 대안이다 


입자물리 이론이나 실험이나 그것을 연구해서 무엇을 하냐고 그 효용에 대해서 의문을 갖는 이들이 많다. 반도체나 광학 등의 기술은 일상생활에 이용할 수 있지만 알아도 그만 몰라도 그만 사는데 지장이 없는 것에 자본을 투자하는 것을 이해할 수 없다는 태도이다. 학문에도 엄격한 자본의 잣대를 들이대는 것이다. 이것은 한국이나 미국이나 유럽이나 거의 비슷하다. 거기에 이번의 LHC 실험과 관련한 좋지 않은 이야기들이 사람들에게 ‘진실처럼’ 받아들여지고 있는 이런 때에 이 분야에서 연구를 하게 될 우리들은 어떻게 하면 대중의 이해를 얻어낼 수 있을지에 대해 더 진지하게 생각해보아야 한다.  

그 첫 단계는 올바른 정보의 공유이다. 단, 이 분야를 공부하고 있는 학생들도 어려운 개념이 있으니 가능하면 쉽고 조리 있게 풀어서 설명한다. 학문은 학문이고 대중은 대중이다, 가 아니다. 우리가 하는 재미있는 일들을 다른 이들과 나누어야 한다. 우리가 만들어낸 콘텐츠가 기존의 언론이나 1인 미디어(블로그 등)를 타고 흘러가 대중의 ‘올바른’ 관심을 불러일으킬 수 있을 가능성은 충분히 있다. 

블로그를 이용해보자. 기존 언론에 기사로서 실릴 수 있는 한계 - 기사의 길이에 제약이 있으므로 자세한 내용을 담을 수 없고 글을 쓰는 기자 본인도 내용을 완벽히 이해할 수 없기 때문에 틀린 내용이 사실처럼 둔갑하기도 하고 그래서 독자의 관심을 끌기 위해 자극적이며 선정적인 글귀를 위주로 쓰게 되는 - 를 극복할 수 있다. 블로그를 이용하면 글의 길이에 상관없이 서술이 가능하며 블로그 방문자 - 대중, 독자와도 일대일, 일대다, 다대다로 소통할 수 있기 때문에 앞서 언급한 여러 부정적 요인들을 줄여갈 수 있다. 

그러면 9월 24일, 한국 CMS 실험 사업단장을 맡고 계신 성균관 대학교 물리학과 최영일 교수님이 강연하신 “유럽입자물리연구소(CERN)에서의 CMS 실험”의 내용을 토대로 LHC 실험의 큰 그림과 각 소실험의 목표와 실험 수행 방법, 그리고 입자물리 이론을 블로그에서 소통한다고 가정하고 이야기를 풀어가겠다. 함께 이해해보자. 
 


2. Large Hadron Collider (LHC, 거대강입자가속기)


 ▶ 무슨 이름이 이렇소?


약어로 썼을 때도 무슨 의미인지 잘 모르겠어서 풀어 써보니 이름의 의미를 더 알 수 없다. 거대까지는 알겠는데 강입자가 무엇일까? 

입자의 분류? 

기원전 5세기 경 그리스의 데모크리토스가 ‘모든 물질은 더 이상 쪼갤 수 없는 원자로 이루어져 있다,’고 사유한 그 때부터, 물질을 구성하는 가장 작은 단위가 무엇인가에 대한 연구는 인류의 오래된 숙제 중의 하나이다. 초등학교를 지나 고등학교 때까지 우리는 물질을 이루는 최소단위의 입자는 원자라고 배우다가 어느 순간에 중성자, 양성자라는 것들이 그것보다 더 작은 근본적인 입자라는 소리를 듣게 되고, 물리2를 배우거나 대학을 이공계로 진학하여 일반물리를 수강하면 그보다 더 작은 쿼크라는 것과 전자 같은 것이 진짜 기본입자라고 다시 배우게 된다. 이것은 정말 문화적 충격이 아닐 수 없다. 지금까지 배워온 것이 말짱 거짓이었다니. 그렇다면 아직도 쿼크라는 것에 대해 들어본 적이 없는 당신이라면, 기본입자에 대해 다시 배워보자. 


▶ 표준모형(Standard Model) 


기본입자란 그 안에 다른 구조를 보이지 않는 ‘더 이상 쪼갤 수 없는 입자’를 말한다. 입자가속기 등의 실험 기술이 발전함에 따라 처음에는 그것을 원자 단위로 이해하다가 지금에 와서는 쿼크와 렙톤으로 이해하게 된 과정이 우리가 초등학교 때부터 배워
온 순서와 일치한다. 이 또한 앞으로 더 작은 입자로 쪼개질 수 있다는 이론과 실험적 검증이 주어진다면 바뀔 수 있는 사실이다. 이렇듯 입자물리학계에서 지금까지 대체적으로 합의되어, 정립되어 있는 이론을 ‘표준모형’이라 부르며 기본입자와 자연의 기본 힘을 매개하는 기본매개입자에 대해 다룬다.  

우주에는 네 가지 기본 힘이 존재한다. 중력, 약력, 전자기력, 강력. 우리가 관심 있는 영역은 원자(10-10m)보다 작은 미시세계이므로 중력에 대한 이야기는 잠시 접어두자. 미시세계로 가면 다루는 대상의 질량이 매우 작아지기 때문에 나머지 세 가지 힘에 비해 중력은 깃털정도의 영향밖에 끼칠 수 없기 때문이다. [두 대상 사이에 작용하는 힘은 질량의 곱에 비례하고 거리제곱에 반비례한다. 이를 이용해서 계산을 해보면 이 때의 중력이 얼마나 작은지 확인할 수 있다.]


전자기력은 대전된 입자들 사이에 작용하는 힘으로 광자에 의해 매개되며 약력은 모든 입자에 작용하나 그 세기가 약하고 W, Z 보존이 이를 전달한다. 강력은 글루온에 의해 상호작용을 하고 쿼크와 쿼크 사이에 작용하는 힘이다. 상대적인 힘의 세기와 힘이 미치는 영역을 위의 표에 정리해두었다.

그래서 입자를 분류할 때 강한 상호작용을 하는 입자들을 하드론, 강입자라고 하고 강력의 영향을 받지 않는 약력이 지배적인 영향을 주는 입자들을 렙톤, 경입자라 한다. 그리고 강입자는 쿼크 둘의 묶음이냐 셋의 묶음이냐에 따라 메존(중간자), 바리온(중입자)으로 분류한다.

  “Atoms are made up of leptons and quarks.” 

바로 여기서 ‘강입자’가 나온다. 결국 ‘거대강입자가속기’라는 것은 쿼크들로 이루어진 어떤 입자를 가속, 충돌시켜 그로인해 생기는 부산물을 관측하는 실험이라는 뜻으로 해석된다.

 

 


(to be continued...)


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