1935년물리학
중간자 예측 — 핵력의 매개 입자
유카와 히데키가 원자핵 안에서 양성자와 중성자를 결합시키는 핵력을 매개하는 새로운 입자(중간자)의 존재를 예측하고 그 질량을 전자의 약 200배로 추정했다.
“핵력의 도달 범위가 짧을수록 그것을 전달하는 입자는 무거워야 한다.”
이야기의 시작
전자기력은 광자가 매개한다 — 그렇다면 핵력은 어떤 입자가 전달할까?
발견 전
양성자들은 모두 양전하라 서로 반발하는데도 원자핵이 뭉쳐 있다는 사실을 설명할 이론이 없었다.
질문
핵을 묶는 강한 힘은 어떤 메커니즘으로 작용하며, 그 짧은 도달 거리를 어떻게 설명할 수 있을까?
발견
유카와는 힘의 도달 거리 R과 매개 입자 질량 m 사이에 R ≈ ℏ/(mc) 관계가 있음을 유도했다. 핵의 크기에서 역산하면 전자의 약 200배 질량의 새 입자가 필요했다.
당시 반응
처음에는 허황한 추측으로 여겨졌지만, 1947년 파이온(π중간자) 발견으로 완벽히 입증됐다.
세상이 바뀐 점
장을 매개 입자로 기술하는 '유카와 상호작용'은 표준 모형 전체의 언어적 틀이 됐다.
오늘날
유카와는 1949년 일본 최초의 노벨 물리학상을 받았다.