물질의 물리학

물질의 물리학 - 고대 그리스의 4원소설에서 양자과학 시대 위상물질까지
한정훈 지음 / 김영사 / 2020년 9월

누군가 전공을 묻는다면 이 책<물질의 물리학>을 선물할 예정이라 말하는 저자 한정훈은 양자 자성체, 양자 스핀계 이론을 주로 연구하며 성균관대학교에 재직 중이다. 학창 시절에도 어려웠고, 지금도 난해한 것들 중 하나가 물리학이다. 이 책은 물리학에 관한 책이다. 그것도 양자역학에 관한 책이다. 그런 책을 선물하고 싶다니 네이처에 논문이 실린 물리학자 다운 생각인 것 같다. 그런데 이 책은 물리학을 전혀 모르는 이들에게도 좋은 선물이 될 좋은 책이다.

어려운 수식, 난해한 이론이나 정의를 과학적으로 설명하기보다는 다양하고 재미난 이야기를 만들어 인문학적으로 설명하고 있는 흥미로운 책이다. 더욱 흥미로운 점은 노벨물리학상 수상자의 제자가 되기까지 또 네이처에 논문이 실리기까지의 저자 자신의 이야기를 들려주는 것이다. 딱딱하고 어려운 물리학의 수식은 찾아보기 힘들다. 대신 이솝우화 같은 재미난 이야기를 만날 수 있다. 물리학이 주는 부담감을 떨쳐낼 수 있도록 큰 배려를 해주는 저자의 친절이 만들어낸 쉽고 편안한 물질물리학의 입문서이다.

p.39. 원자에서 출발해서 점점 더 작은 세계를 탐구해가는 것이 입자물리학의 일이라면, 같은 원자에서 출발해서 점점 더 큰 세계를 탐구해가는 것이 물질물리학의 임무다.

총 9장으로 구성된 이야기의 시작은 1.최초의 물질이론이 맡는다. 고대 그리스의 4원소설과 현대의 물질관을 비교하며 물질물리학의 시작을 재미나게 보여주고 있다. 2장부터는 9장까지는 양자역학에서 다루는 흥미로운 주제들을 다루고 있다. 생소한 이론도 있고 한 번쯤 들어본 적 있는 것 같은 이론도 있다. 꼬인 원자, 양자 홀 물질, 그래핀, 양자 자석, 스커미온, 위상(位相 ; topology)등.

​양자역학이라는 어렵고 난해한 이야기를 쉽고 재미나게 만날 수 있어서 좋았다. 그중 하나는 재미난 고체의 발견이었다. 양자역학에서 고체는 전기를 통하는 도체와 전기를 통하지 않는 부도체 둘이 있었다고 한다. 하지만 지금은 도체도 부도체도 아닌 제3의 고체가 인정받았다고 한다. 위상 부도체 혹은 위상 절연체라 부르는 속은 부도체인데 껍질은 금속인 물질이 발견된 것이다. 또한 신기한 자석의 발견도 흥미로웠다. 스커미온이 만들어낼 극초소형 저장 장치가 벌써 기다려진다.

p.243. 자석을 기반으로 한 정보 저장의 원리는 놀랄 만큼 단순하다. 카세트테이프를 예로 들어보자. 얇은 플라스틱 줄을 따라 자석 물질이 입혀져 있는 것이 카세트테이프다.

어렵고 난해하던 물리학 이야기를 정말 쉽고 재미나게 풀어서 들려주고 있는 책이다. 쿼크가 무언지 디테일하게 설명해 주는 머리 아픈 물리학 책이 아니라 원자가 무언지 즐거운 이야기로 들려주는 재미난 물리학 책이다. 물질물리학의 흥미로운 세계를 접하고 싶다면 이 책의 세 번째 이야기 파울리 호텔에 꼭 들러보기 바란다.

"출판사에서 도서를 지원받아 작성하였습니다."