들어가며
1장. 자석의 N극과 S극은 어디서 나오는 걸까
자석은 맨 처음 누가 발견했을까
전기는 누가 발견했을까
전기와 자기는 서로 관계가 있을까
전기와 자기는 어떻게 얽혀 있을까
전기와 자기를 주는 근원은 무엇인가
원자는 어떤 모양일까
원자를 어떻게 설명해야 할까
보어의 가설은 어떻게 등장했을까
왜 원자의 선스펙트럼은 자석에 영향을 받을까
진짜 원자는 어떤 모양일까
2장. 자석은 왜 밀고 당기는 힘을 주는 걸까
자석이 주는 힘의 원인은
자기력을 어떻게 이해해야 할까
자석은 왜 같은 극끼리 밀어낼까
3장. 스핀이란 무엇인가
도대체 스핀이란 무엇인가
스핀의 존재를 실험으로 증명할 수 있을까
원자에서 전자의 스핀은 어떤 식으로 배치되어 있을까
왜 하나의 양자 상태에는 하나의 전자만이 들어갈 수 있을까
4장. 자석이란 무엇인가
원자 자석이 여럿 모이면
자석의 성질을 결정하는 원자의 상호 작용은
스핀을 정렬시키는 상호 작용은
무엇이 스핀 정렬을 흐트러뜨리는가
반자성체에 자기장을 가하면
철은 정말 자석일까
자석의 N극와 S극은 어떻게 고정될까
인류는 어떤 자석을 만들어 왔을까
5장. 자석을 재발견하다
원자를 층층이 쌓아 인공 자석을 만들 수 있을까
자석에 전류를 흘리면
전류로 자석의 방향을 바꿀 수 있을까
회전하면서 앞으로 나아가면
스핀의 흐름은 어떻게 정의할까
열을 주었을 때 스핀은 어떻게 반응할까
물체를 회전시키면 자석이 될까
6장. 자석 연구의 최전선
스핀트로닉스는 인류의 발전에 어떤 기여를 했나
하드디스크의 한계는
스핀 전류를 이용하는 새로운 메모리는
레이스트랙 메모리를 실현할 수 있을까
궁극의 메모리란
자석의 쓰임새는 무궁무진하다
나오며
시리즈 소개
KAOS×Epi | 반짝이는 순간
과학의 탐구는 인류가 당면한 질문들에 대해서 가능한 자원을 모두 동원해서 최선의 대답을 해보려는 노력이다. 그렇게 얻은 대답은 짙은 구름 사이로 한 줄기 빛이 비치는 것처럼 희망을 주기도 하고 실제로 역사의 흐름을 바꾸기도 한다. 이렇게 통쾌한 순간들을 모아 <반짝이는 순간> 시리즈를 시작한다. 강연을 통해 과학지식을 많은 사람들과 공유하는 카오스재단과, 과학에 대한 비평적 시선을 견지하는 과학잡지 에피가, 이 시대의 질문들에 대한 대답을 찾고 있는 과학자들의 연구와 육성을 함께 기록해서 독자들과 나눈다. 과학자들의 연구가 우리의 삶을, 그리고 세계를 어떻게 바꾸었고, 또 어떤 방향으로 이끌 것인지 궁금한 모든 독자들이 ‘반짝이는 순간’을 함께 경험하기를 기대한다.
<추천사>
과학자는 마법을 거부하는 사람들이 아니라 이해하려는 사람들이다. 그 속에 있을 것이 분명한 자연의 원리를 밝혀 지식의 영역을 넓혀가는 사람들이다. 최근까지도 신비에 가려져 있던 ‘자석’의 이면을 ‘스핀’이라는 물리학의 최전선에서, 모두의 지식이 되도록 친절하게 설명한 것은 놀라운 재능이다.
- 정하웅 (KAIST 물리학과 교수
모래알처럼 흩뿌려져 있는 철가루에 말굽자석을 대었을 때! 나는 처음으로 마법과도 같은 과학에 매료되었다. N극과 S극은 끌리고 같은 극끼리는 밀어내는 사랑의 원리(?를 따라가면 반도체나 자동차 기술까지 이해할 수 있다니. 김갑진 교수는 물리학자이면서 이야기꾼이다.
- 이현숙 (서울대학교 생명과학부 교수
<책속에서>
이제 자석의 근원을 찾아 여행을 떠나보자. 여행의 규칙은 간단하다. 질문을 던지고 그 질문에 답을 해 나가는 것이다. 답을 하다 보면 다시 질문이 생겨날 것이고, 이렇게 꼬리에 꼬리를 무는 질문은 우리가 계속 여행을 이어가게 해줄 것이다. 더 이상 질문이 이어지지 않을 때, 여행은 거기서 끝나게 될 것이다. 자, 그럼 함께 출발해 보자. p.15
