카오스재단

답변완료

크기가 없는 쿼크가 질량을 지닐 수 있는지요? 질량을 지닌 물질에 반대되는 개념으로서 질량이 없는 반물질을 상정한다면, 물질의 기원이 반물질이 되는 것인지요?

답변내용

쿼크는 점입자(占粒子)의 형태일 것으로 추정되는데, 정확히 그 크기를 규정하기는 어렵습니다. 반물질에 대한 개념 전달에 다소 혼선이 있었던 것 같은데요. 먼저 강의 초반에 언급한 물질의 반대 개념은 빛(에너지)입니다. 반물질은 물질의 반대라기보다는 거울상으로서 존재하는 것이라고 볼 수 있습니다. 예를 들어 전자의 반입자는 양전자인데, 이 둘은 같은 크기에 전하만 반대입니다. 전자는 음의 전하, 양전자는 양의 전하를 띕니다. 그런데 이 둘이 만나면 소멸하여 빛 즉 에너지의 형태가 됩니다. 현재 우주는 물질로 가득 차 있으며 반물질은 자연상태에서 발견되지 않고 있습니다. 반물질이 조금 존재하더라도 물질과 만나 쌍으로 소멸하게 되지요. 반대로 에너지로부터 물질이 발생할 때, 쌍으로 반물질이 생성된다고 알려져 있습니다. 문제는 빅뱅 당시 발생한 물질과 반물질의 양이 완전히 동일하다면, 전부 다 소멸하여 빛이 되었어야 한다는 점입니다. 이에 대해 물리학자들은 우주 초기에 물질이 반물질보다 극소량 더 형성되었다고 추측합니다. 서로 반응하여 소멸이 끝난 후에 남은 것이 현재의 물질 세계일 것이라고 보는 것이지요. 물질과 반물질 사이에 대칭성이 깨지는가에 대한 문제인데, 연구가 더 필요한 부분입니다.

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