약한 상호작용(Weak interaction) 공부

요즘은 약한 상호작용을 공부하고 있다.
앞으로 표준모형을 공부할 기회가 오지 않을 것이기 때문에
얼마 남지 않은 방학 때 책을 보면서 공부하고 있다.

최근에 나온 책이라 오타나 계산이 틀린 것이 좀 많다.
근데 장점이 되기도 하는데, 뭐가 맞는지 틀린지 확신이 안가서
직접 계산해보게 되기 때문이다. 저자 선생께 알릴 게 또 많이 쌓였다.
메일 받으면 좀 스트레스 좀 받겠지.

항상 눈으로만 보다가 직접 손으로 계산해보려니 힘들다.
가장 더러웠던 계산은 다음의 라그랑지안을 전개하는 일이었다.

\(
\mathcal{L}=-\frac{1}{2} \mathrm{Tr}[\mathbf{{W_{\mu \nu}}}^{2}]-\frac{1}{4} {B_{\mu \nu}}^{2}+(D_{\mu} H)^{\dagger}(D_{\mu} H)+m^{2}H^{\dagger}H-\lambda (H^{\dagger}H)^{2}
\)

여기서 \(\mathbf{W_{\mu \nu}}\)는 \(\mathbf{W_{\mu}}=W_{\mu}^{a} T^{a}\)일 때 (\(T^{a} \)는 군의 생성원(generator)이다.) \(\mathbf{W_{\mu \nu}}=\partial_{\mu}\mathbf{W_{\nu}}-\partial_{\nu}\mathbf{W_{\mu}}-ig[\mathbf{W_{\mu}}, \mathbf{W_{\nu}}]\), 그리고 \(D_{\mu}H=\partial_{\mu}H-igW_{\mu}^{a}T^{a}-\frac{1}{2} i g' B_{\mu} H\), \(B_{\mu \nu}=\partial_{\mu}B_{\nu}-\partial_{\nu}B_{\mu}\)이다.

이 속에 있는 물리는 말로도 어느 정도 쉽게 설명할 수 있는 개념인데,
역시 수반되는 계산이 복잡하다. 그러나 참아내야 한다.

물리의 힘은 말로만 설명 대충 끼워맞추는 것이 아니라
정량적으로 분석하고 error를 체계적으로 다룰 수 있는 것이라고 생각하기 때문이다.



[추가]
Perturbative unitarity bound를 통해 힉스(Higgs) 보존의 질량이
1 TeV 이하라고 추측한 Lee-Quigg-Thacker bound를 알게 되었다.
(사람들이 1 TeV 이하니깐 LHC에서 힉스를 찾을 수 있을 것이라 확신했나보다.)

여기서 Lee를 보고 '리정다오(T.D.Lee) 선생이겠지~' 했는데,
논문(Phys.Rev.D16,1519)을 찾아보니 Benjamin Lee, 이휘소 선생이었다.

전에 입자물리학책보다가 이휘소 선생과 M.Gaillard, J.Rosner가
c(charm) quark의 질량을 유추한 것(Rev.Mod.Phys.47,277)을
보고 소름 돋았는데 이번에도 가슴이 뛰었다.


몇 안되는 한국 물리학자의 이름을 교과서나 논문에서 보게 되는 것은 정말 기쁜 일이다.