[한국물리학회] 2017년 가을 학술논문발표회 참석기 (2) 노벨상 수상자 엇호프트 교수님의 기조 강연, 양자 블랙홀과 시공간의 구조

hunhani (65)in #kr • 7 years ago (edited)

대문을 제작해주신 @leesol 님께 감사드립니다.

안녕하세요. 훈하니 @hunhani입니다.

한국물리학회 2017년 가을 학술논문발표회에 다녀왔습니다.

한국물리학회

한국물리학회는 물리학 연구를 통해 과학발전에 기여하기 위해 설립된 대한민국의 학술단체로 현재 11개의 분과위원회와 지역별 7개의 지부, 직장별로 100개의 분회가 조직되어 있습니다.

학술논문발표회

한국물리학회 학술논문발표회는 2,000여 명의 다양한 물리분야 연구자들이 참여하여 최신 연구 결과를 발표하고 교류하는 자리입니다. 학생들과 연구원들의 포스터 발표와 구두 발표의 기회를 부여하는 것에 큰 의미가 있습니다. 봄 학술논문발표회 및 가을 학술논문발표회 연간 두 번에 걸쳐 열리는 행사이며 각각 한국물리학회 회원들의 정기총회 및 임시총회를 겸하게 됩니다.

엇호프트 교수님

이번 2017년 가을 학술논문발표회는 10월 25일부터 27일까지 경주화백컨벤션센터에서 개최되었습니다. 이번 학회의 기조 강연은 양자 게이지이론, 양자 중력, 자기 단극 이론의 세계적 권위자이신 네덜란드 위트레흐트(Utrecht) 대학의 엇호프트(Gerard 't Hooft) 교수님이 맡아주셨습니다. 엇호프트 교수님은 양자역학에서 전자기약력에 대한 공로로 1999년 노벨 물리학상을 수상한바 있습니다. 교수님의 기조 강연 내용을 짤막하게 소개하고자 합니다.

양자 블랙홀과 시공간의 구조

엇호프트 교수님의 기조 강연 주제는 "Quantum Black Holes and the Structure of Space and Time", 즉 “양자 블랙홀과 시공간의 구조”였습니다.

끈 이론과 디리클레 경계 조건

끈 이론과 열린 끈의 경계를 다루는 디리클레 경계 조건 등은 블랙홀 혹은 블랙홀의 후보로 간주될 수 있는 대상을 기술하는데 사용될 수 있다고 합니다. 그러나 끈 이론과 디리클레 경계 조건에 대한 시공간 지평선의 구조에 대한 특성에 대한 점은 구체적으로 밝혀지지 않았습니다.

섭동하는 중력을 결합한 표준 양자장론

섭동하는 중력을 결합한 표준 양자장론을 블랙홀 모델에 적용하여 이러한 문제에 접근할 수 있음을 제시하셨습니다.

중력 역반응

또한, 정보가 블랙홀 어디에 저장되는지 그리고 블랙홀에서 빠져나가는 입자들이 어떻게 얽히게 되는지를 알아내기 위해 중력 역반응을 고려해야 한다고 하셨는데요.

시공간 구조와 블랙홀

이를 통해 아직까지 밝혀지지 않은 시공간 구조와 블랙홀에 대한 명확한 밑그림을 그려나갈 수 있다고 하네요.

무슨 말인지 모르시겠죠?

사실 저도 완벽히 이해하지 못했답니다. 다만, 강연에서 엇호프트 교수님이 제안한 흥미로운 사실이 있었습니다. 바로 블랙홀은 원리적으로 기본 입자에 준할 정도로 작고 얇다는 점입니다. 이 경우 매우 강한 중력장에 대한 양자 변동으로 인해 블랙홀 바깥으로 입자들이 빠져나갈 수 있다고 하는데요. 블랙홀이 점점 더 작고 얇아질수록 입자들의 유동은 점점 강해겠지요.

매우 작고 얇은 블랙홀 자체가 기본 입자?

엇호프트 교수님은 이렇게 작고 얇은 입자들은 마치 기본 입자처럼 동작할 가능성을 제안하셨습니다. 전자기파의 방사는 중력파의 방사와 매우 닮았습니다. 둘 다 파동으로 취급할 수 있고 빛의 속도로 움직이죠. 전자기파라는 파동에 대응하는 입자가 빛 알갱이 즉 광자인 것처럼 입자 수준으로 부피가 수렴하는 블랙홀 자체가 기본 입자 역할을 할 수 있다는 것이 엇호프트 교수님이 제안하신 내용입니다.

중력자?

양자장론에서, 중력자 혹은 중력자은 중력을 매개하는 가상의 입자인데요. 양자장론에서는 모든 장이 입자에 대응하는데, 중력자는 시공의 계량 텐서에 해당하며, 일반 상대성 이론에 따라 에너지-운동량 텐서와 상호작용합니다. 모든 입자는 에너지를 지니기 때문에, 중력자는 모든 입자와 상호작용하죠. 중력이 매우 약한 힘이어서 중력자는 아직 실험적으로 관측할 수 없었습니다. 중력자의 각종 성질을 이론적으로 유추하고 있었는데 엇호프트 교수님이 제안하신 입자 수준으로 부피가 수렴하는 블랙홀이 실제로 기본 입자의 역할을 하는지 혹은 그게 바로 중력자는 아닐는지 궁금증이 마구 샘솟더군요. 워낙 심도 깊은 내용인지라 제 짧은 이해도를 바탕으로 간추려보았지만 여전히 쉽지 않습니다. 제가 정확히 이해하지 못해 혹여나 잘못된 내용이 섞여있을 수 있습니다만 여러분들도 ‘아 이런 것도 있구나.’ 정도로 받아들여 주시면 감사하겠습니다.