1.18 소용돌이 텍스처와 핵력: 정렬과 잠금

목차 ／ 에너지 필라멘트 이론 버전 (V6.0)

I. “소용돌이 텍스처 핵력”이 필요한 이유: 구조는 붙어야 하고, 기울기만으로는 부족하다
앞 절에서는 중력과 전자기를 두 가지 “기울기 정산”으로 묶었다. 중력은 텐션 기울기를 읽고, 전자기는 텍스처 기울기를 읽는다. 이 틀은 먼 거리에서의 흐름, 굴절, 가속을 설명하는 데 강력하고, “길이 어떻게 만들어지는가”도 잘 보여 준다.
하지만 “거의 붙는” 거리로 들어가면, 더 단단한 종류의 현상이 모습을 드러낸다. 기울기를 따라 미끄러지는 게 아니라, 걸리고, 끼고, 맞물린다. 기울기만으로는 아래의 외관을 직관적으로 만들기가 쉽지 않다.

• 왜 원자핵은 극미한 스케일에서도 강한 구속을 유지할 수 있는가?
• 왜 구속은 끝없이 강해지지 않고, 포화가 나타나며, 심지어 “단단한 코어” 같은 모습까지 보이는가?
• 왜 어떤 구조는 가까워지자마자 안정된 덩어리가 되는 반면, 어떤 구조는 가까워질수록 격렬한 재배열이 일어나는가?

에너지 필라멘트 이론 (EFT)은 이 영역의 메커니즘을 세 번째 기본 작용으로 묶는다. 소용돌이 텍스처 정렬과 맞물림이다. 이것은 새로운 “손”을 더하는 게 아니라, 에너지 바다가 “회전 방향 조직” 층에서 제공하는 단거리 잠금 능력이다. 구조를 실제로 하나의 전체로 딱 고정시키는 걸쇠나 스냅에 가깝다.

II. 소용돌이 텍스처란 무엇인가: 순환이 에너지 바다에 새기는 동적인 무늬
에너지 필라멘트 이론에서는 입자를 점으로 보지 않는다. 입자는 닫히고 잠긴 필라멘트 구조다. “닫힘”은 내부에 지속 가능한 순환과 박자가 있다는 뜻이다. 순환이 존재하면, 근접장은 “곧게 당겨진 길”만 남지 않는다. 주변이 휘저어지며 “회전의 방향성”이 함께 생긴다. 어떤 축을 중심으로 조직되는 이 회전 방향의 질서를, 이 책은 소용돌이 텍스처라고 부른다.

소용돌이 텍스처는 두 가지 비유로 쉽게 고정할 수 있다.

1. 찻잔 속 소용돌이

• 차를 가만히 두면 평평하지만, 숟가락으로 저으면 안정적인 소용돌이 선이 나타난다.
• 소용돌이는 물이 더해진 게 아니라, 같은 물이 “회전 방향”을 가진 흐름으로 재조직된 것이다.

2. 네온등의 밝은 점이 원을 도는 장면

• 관은 움직이지 않는데, 밝은 점은 원을 따라 달린다.
• 고리가 “통째로 회전”할 필요는 없다. 순환만으로 “위상의 밝은 점”이 돌아갈 수 있다.
• 이는 입자 내부의 순환과 정확히 대응한다. 구조는 지역적으로 자기 지탱을 하면서도, “위상/박자의 밝은 점”은 닫힌 경로를 계속 달린다.

소용돌이 텍스처는 추가 실체가 아니다. 에너지 바다의 텍스처가 순환에 의해 “비틀려” 키랄성을 가진 동적 조직이 된 것이다. 이후 반복해서 참조할 수 있도록, 소용돌이 텍스처의 “읽을 수 있는 매개변수” 세 가지를 고정해 두자.

3. 축(방향): 소용돌이 텍스처가 어떤 축을 중심으로 조직되는가
4. 키랄성(좌/우): 비틀림이 왼쪽/오른쪽 중 어느 쪽인가
5. 위상(몇 박째인가): 같은 축과 키랄성이라도 시작 박자가 한 박 어긋나면 전혀 물리지 않을 수 있다

III. 되감김 텍스처와 구분하기: 하나는 운동의 옆모습, 하나는 내부 순환이다
앞 절에서는 자기장의 재료학적 의미를 “되감김 텍스처”에 두었다. 선형 줄무늬가 상대 운동이나 전단 조건에서 편향되면, 원주 방향으로 되감기는 옆모습이 드러난다. 되감김 텍스처가 강조하는 것은 “운동 조건에서 길이 어떻게 휘는가”다.
반면 소용돌이 텍스처가 강조하는 것은 내부 순환이 유지하는 근접장의 회전 조직이다. 전체가 정지해 있어도, 내부 순환만 있으면 소용돌이 텍스처는 존재한다. 움직이지 않는 선풍기가 주변에 소용돌이장을 계속 유지하는 모습에 가깝다.

둘 다 텍스처 층에 속하지만, 강점은 다르다.

• 되감김 텍스처는 원거리에서의 원형 외관과 유도류 현상을 설명하는 데 더 강하다.
• 소용돌이 텍스처는 가까워진 뒤 나타나는 강한 결합, 맞물림, 단거리 구속을 설명하는 데 더 강하다.

한 문장으로 기억하면 이렇다. 되감김 텍스처는 “달리기 시작해야 보이는 원형 길”이고, 소용돌이 텍스처는 “내부 엔진이 계속 휘저어 만드는 근접장 소용돌이”다.

IV. 소용돌이 텍스처 정렬이란: 축·키랄성·위상을 동시에 맞추는 일이다
여기서 말하는 “정렬”은 단순히 가까워지는 것이 아니다. 세 가지가 동시에 맞아야 한다. 그렇지 않으면 미끄러짐, 마모, 발열만 남고, 결국 소음으로 흩어진다.

1. 축 정렬

• 두 소용돌이 텍스처의 주축이 안정적인 상대 자세를 만든다.
• 축이 갈라지면 겹침 영역은 강한 전단이 되고, 맞물림은 오히려 생기기 어렵다.

2. 키랄성의 호환

• 좌/우가 본질적으로 “항상 끌림”이나 “항상 밀림”을 뜻하지는 않는다.
• 핵심은 겹침 영역이 자기모순 없는 “엮임”을 만들 수 있느냐이다. 같은 키랄성이 나란히 엮이기 쉬운 경우도 있고, 반대 키랄성이 걸쇠처럼 더 잘 걸리는 경우도 있다.
• 요점은 구호 같은 부호가 아니라, 위상학적 호환성이다.

3. 위상 잠김

• 소용돌이 텍스처는 박자를 가진 동적 조직이지, 정지된 무늬가 아니다.
• 안정적인 맞물림을 만들려면 겹침 영역이 “같은 박”을 밟아야 한다. 박자가 어긋나면 매 순간 미끄러지고, 에너지는 빠르게 광대역 교란으로 퍼진다.

이 대목을 생활에서 가장 잘 보여 주는 장면은 “나사산 맞물림”이다. 구두로도 가장 흔들리지 않는 표현은 “맞물림/베이오넷 결합”이다. 두 나사가 가까워진다고 자동으로 조여지지 않는다. 나사산 간격, 방향, 시작 위상이 맞아야 들어가고, 돌릴수록 더 단단해진다. 맞지 않으면 긁히고, 끼고, 미끄러질 뿐이다.

V. 맞물림이란: 두 갈래 소용돌이 텍스처가 ‘자물쇠’를 짠다(걸리는 순간 문턱이 생긴다)
소용돌이 텍스처 정렬이 문턱을 넘으면, 겹침 영역에서 매우 구체적인 “재료학적 사건”이 일어난다. 두 회전 조직이 서로를 관통하고 감아 돌며, 위상학적 문턱을 만든다. 이것이 맞물림이다.

맞물림이 형성되면 즉시 두 가지 “단단한 외관”이 나타난다.

1. 강한 구속

• 둘을 떼어 내는 일은 “기울기를 오르는 것”이 아니라 “엮임을 푸는 것”이 된다.
• 엮임을 풀려면 대개 매우 좁은 경로를 따라야 한다. 역방향으로 풀어야 하고, 특정한 “해제 통로”를 지나야 한다.
• 그래서 단거리이지만 매우 강하게 보인다. 가까이에서는 접착제처럼 강하고, 조금만 멀어지면 없는 것처럼 보인다.

2. 방향 선택성

• 맞물림은 자세에 극도로 민감하다.
• 각도를 바꾸면 곧바로 느슨해질 수 있고, 다른 각도에서는 더 단단히 잠길 수 있다.
• 핵 스케일에서는 스핀/선택 규칙의 외관으로, 더 큰 스케일에서는 구조 배향 선호로 드러난다.

가장 직관적인 비유는 지퍼다. 양쪽 톱니가 조금만 어긋나도 물리지 않는다. 한 번 물리면 지퍼 방향으로는 매우 견고하지만, 옆으로 억지로 찢는 것은 큰 힘이 든다. 한 문장으로 못 박자. 맞물림은 더 큰 기울기가 아니라, 하나의 문턱이다.

VI. 왜 단거리인가: 맞물림에는 겹침 영역이 필요하고, 소용돌이 텍스처 정보는 빨리 줄어든다
소용돌이 텍스처는 근접장 조직이다. 근원 구조에서 멀어질수록 “회전 방향의 세부”는 배경에 의해 쉽게 평균화된다.

• 소용돌이 텍스처의 세기는 거리와 함께 빠르게 감쇠하고, 멀리서는 더 거친 “지형”과 선형 줄무늬 정보만 남는다.
• 맞물림은 엮임이 닫혀 문턱을 만들 만큼 충분히 두꺼운 겹침 영역을 필요로 한다. 조금만 멀어져도 겹침이 너무 얇아져, 약한 편향이나 미약한 결합만 생길 뿐 잠금은 성립하지 않는다.

따라서 단거리는 임의의 규정이 아니라, 메커니즘의 필연이다. 겹침이 없으면 엮임이 없다. 엮임이 없으면 문턱도 없다.

VII. 왜 강하면서도 포화를 동반하는가: “기울기 정산”에서 “문턱 해제”로 격상된다
중력과 전자기는 기울기 위에서의 정산에 가깝다. 기울기가 아무리 가팔라도, 오르거나 미끄러지는 과정은 연속적이다. 그런데 소용돌이 텍스처 맞물림이 형성되면 문제는 “문턱”으로 격상된다. 연속적인 대치가 아니라, 반드시 “해제 통로”를 지나야 한다. 문턱 메커니즘은 자연스럽게 세 가지 성격을 동반한다. 단거리, 강함, 그리고 포화다.

“포화와 단단한 코어”를 직관으로 정리하면 다음과 같다.

• 자물쇠가 한 번 걸리면, 더 가까이 간다고 끌림이 무한히 커지지 않는다.
• 엮임의 공간은 제한되어 있고, 과도한 압축은 위상학적 혼잡을 만든다.
• 혼잡해지면 계는 자기모순을 피하려 강한 재배열을 택할 수밖에 없고, 그 외관은 “단단한 코어 반발”로 나타난다.

그래서 핵 스케일에서는 매우 전형적인 그림이 나온다.

• 중간 거리에서는 강한 끌림(잠금이 걸리기 쉬움)
• 더 가까이에서는 단단한 코어 반발(잠금부 혼잡, 재배열 불가피)

VIII. 핵력의 에너지 필라멘트 이론식 번역: 하드론 맞물림과 원자핵 안정
교과서에서는 “핵력”을 독립적인 단거리 힘으로 다루는 경우가 많다. 에너지 필라멘트 이론의 통일된 관점은 다르다. 핵력은 소용돌이 텍스처 정렬과 맞물림이 핵 스케일에서 드러내는 외관이다.

원자핵을 “여러 갈래의 잠긴 구조가 맞물려 만든 덩어리”로 생각하면 흐름이 자연스럽다. 각 하드론/핵자는 자기 소용돌이 텍스처의 근접장을 갖고 있고, 적절한 거리로 들어와 정렬 문턱을 만족하면 맞물림 네트워크가 형성되어 전체가 더 안정적인 복합 구조가 된다.

이 그림은 흔히 관찰되는 세 가지 외관을 자연스럽게 만든다.

1. 안정은 맞물림 네트워크에서 온다.

• 지속적인 밀고 당김이 아니라, 위상학적 문턱이 구조의 해체를 어렵게 만든다.

2. 포화는 “엮임의 용량”에서 온다.

• 맞물림은 무한히 더해지는 “중력의 중첩”이 아니라, 기하와 위상의 용량을 갖는다.
• 그래서 핵력은 단거리이면서 포화를 보인다.

3. 선택성은 정렬 조건에서 온다.

• 스핀, 자세, 박자 일치가 “잠글 수 있는가”와 “얼마나 단단히 잠기는가”를 결정한다.
• 겉으로 복잡해 보이는 핵 선택 규칙은 여기서 “나사산이 맞는 조건”이 투영된 외관에 가깝다.

한 문장으로 접자. 원자핵은 누군가가 “붙여 둔” 것이 아니라, 하나의 자물쇠가 “딱 걸려” 묶여 있다.

IX. 강한/약한 상호작용과의 관계: 이번 절은 메커니즘, 다음 절은 규칙
표현이 서로 충돌하지 않도록 역할을 먼저 나눠 두자.

1. 이번 절은 메커니즘 층을 다룬다.

• 소용돌이 텍스처 정렬과 맞물림이 “어떻게 걸리는가”와 “왜 단거리인데도 강한가”를 설명한다.

2. 다음 절은 규칙 층을 다룬다.

• 강한 상호작용과 약한 상호작용은 “자물쇠의 규칙 집합”과 “변환 통로”에 가깝다.
• 어떤 빈틈은 반드시 메워야 하는지, 어떤 불편함은 조율해 다시 짜도 되는지, 어떤 잠금은 오래 유지될 수 있는지, 어떤 잠금은 해체/개작이 허용되는지.

한 문장으로 말하면 이렇다. 소용돌이 텍스처 맞물림이 접착을 제공하고, 강한/약한 상호작용의 규칙이 “그 접착을 어떻게 쓰고, 어떻게 바꾸고, 어떻게 떼는지”를 제공한다.

X. “구조 형성의 대통일”로 미리 연결하기: 선형 줄무늬는 길을, 소용돌이 텍스처는 걸쇠를, 박자는 단수를 준다
소용돌이 텍스처 메커니즘이 “만물을 잇는 연결자”로 불리는 것은, 중력이나 전자기를 대체해서가 아니다. “구조가 복합체로 조립되는 과정”을 하나의 공통 언어로 써 주기 때문이다.

1. 선형 줄무늬는 길을 만든다.

• 전자기의 “길 편향”이 대상을 서로 가까이 데려오고, 방향을 분명하게 만든다.

2. 소용돌이 텍스처는 걸쇠를 제공한다.

• 가까워진 뒤 맞물림으로 구조를 한 덩어리로 묶어, 단거리 강한 구속을 만든다.

3. 박자는 단수(기어)를 제공한다.

• 자기일관성과 “단수”가 어떤 걸쇠 방식이 안정적인지, 어떤 방식이 미끄러지는지, 어떤 방식이 불안정화와 재조립을 촉발하는지를 결정한다.

뒤이어 나오는 “구조 형성의 대통일”에서는 이 셋이 전자 궤도, 원자핵 안정, 분자 구조, 더 나아가 은하의 소용돌이 무늬와 대규모 그물 구조까지 어떻게 함께 결정하는지 전체를 펼쳐 보일 것이다. 여기서는 가장 단단한 못 하나만 박아 두면 된다. 소용돌이 텍스처 맞물림이 없다면, “가까워진 뒤의 강한 구속” 상당수는 통일된 메커니즘을 잃는다.

XI. 이번 절 요약

• 소용돌이 텍스처는 입자 내부 순환이 에너지 바다에 새긴 동적 회전 조직이며, 근접장 텍스처에 속한다.
• 되감김 텍스처는 “운동의 옆모습”에 가깝고, 소용돌이 텍스처는 “내부 순환”에 가깝다. 전자는 원거리의 원형 외관을, 후자는 단거리 맞물림을 더 잘 설명한다.
• 소용돌이 텍스처 정렬은 축·키랄성·위상을 동시에 맞추는 일이다(구두 기억: 맞물림/베이오넷 결합).
• 맞물림이 성립하면 문턱형 단거리 강한 구속과 방향 선택성이 나타나고, 포화와 “단단한 코어” 외관이 자연스럽게 따라온다.
• 핵력은 핵 스케일에서의 소용돌이 텍스처 맞물림 외관으로 읽을 수 있다. 하드론 맞물림 네트워크가 안정, 포화, 선택성을 만든다.

XII. 다음 절에서 할 일
다음 절은 강한 상호작용과 약한 상호작용을 “구조 규칙과 변환 통로”로 다시 위치시키고, 두 개의 구두용 못으로 행동 형태를 고정한다. 강한 상호작용은 빈틈 메우기, 약한 상호작용은 불안정화와 재조립이다. 그렇게 하면 네 가지 힘의 통일은 “메커니즘 층 + 규칙 층 + 통계 층”의 종합표에 더 가까워지고, 서로 무관한 네 손처럼 보이지 않게 된다.