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유럽, 힉스 추정입자 미국보다 먼저 발견하나?

수십 년 간 막대한 자금을 투자하고도 찾지 못한 힉스의 존재를 유럽이 먼저 확인, 미국의 자존심에 큰 상처내

신나영 수습기자

| 기사입력 2012/07/04 [21:27]

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유럽, 힉스 추정입자 미국보다 먼저 발견하나?

수십 년 간 막대한 자금을 투자하고도 찾지 못한 힉스의 존재를 유럽이 먼저 확인, 미국의 자존심에 큰 상처내

신나영 수습기자

| 입력 : 2012/07/04 [21:27]

▲ 과학자들이 힉스 추정입자에 대한 발표를 기다리고 있다 © RT 캡쳐

세계 최대의 강입자가속기(LHC)를 운영하는 유럽입자물리연구소(CERN) 소속 과학자들이 우주 탄생의 비밀을 밝히는 열쇠로 알려진 힉스 입자로 추정되는 새로운 소립자를 발견했다고 4일(현지시간) 밝혔다.

우주 대폭발 당시와 비슷한 상황을 재연하기 위해 빛의 속도로 가속시킨 양성자를 충돌시킨 결과 힉스 입자로 추정되는 소립자를 찾아낸 것이다.

연구팀은 지난해 12월 실험의 오류 가능성이 0.3%로 아직은 불확실하다고 밝혔지만, 최근 데이터를 추가 확보하면서 오류 가능성을 매우 낮은 수준으로 크게 줄였다.

이에 대해 영국 과학기술시설위원회(STFC)의 존 우머슬리 대표는 "힉스 입자 이론에 부합하는 입자가 발견됐다고 확인할 수 있다"고 밝혔다.

그러나 후속 실험 결과 새 입자가 힉스 입자가 아닌 새로운 입자로 드러날 경우, 현대 물리학의 표준모형이 완전히 뒤집힐 가능성도 있어 전 세계 학계의 뜨거운 관심이 쏠리고 있다.

'신의 입자'로 알려진 힉스 입자는 영국인 물리학자 피터 힉스가 1964년 이론화한 것으로 137억년전 우주 탄생 당시 모든 물질에 질량을 부여한 뒤 사라진 입자로, 과학자들은 이를 확인하기 위해 반세기 이상 실험과 연구를 계속해왔다.

그 결과 지난해 12월 CERN는 LHC로 실험한 결과, 특정 질량 영역에서 신의 입자 힉스의 '흔적'을 찾았다고 발표했다. 그로부터 반 년 정도 지나 CERN은 힉스 입자일 가능성이 무척 큰 새로운 입자를 발표한 것이다.

CERN 책임 연구원인 알버트 데 로커에 따르면 "만약 힉스를 발견한 것이라면, 매우 흥분되는 일입니다. 이는 표준모형 이론 이상의 물리학적인 발견입니다"라고 전했다.

이번 CERN의 실험결과는 300만 번에 한 번 오류가 발생하는 정도여서 과학적 발견으로 인정받았다.

이번에 발견한 새로운 소립자가 힉스일 가능성도 크나 아직 단정은 하기 어려운 상태라고 해도 연말 12월 정도까지 실험이 계속되면 그 비밀이 풀릴 전망이다.

소립자는 우주를 구성하는 가장 작은 입자로, 12개의 물질을 구성하는 입자와 4개의 물질과 물질을 연결해주는 입자로 되어있다.

빅뱅을 통해 태어난 소립자들은 이론적으로 질량이 0이어야 하지만 실제로는 질량을 가지고 있다. 그래서 과학자들은 빅뱅 직후 모든 입자에 질량을 부여하고 사라진 무거운 입자가 있다고 가정하고 이를 '신의 입자, 힉스'라고 불렀다.

이번에 발견한 입자가 힉스라면 과학자들은 질량의 기원은 물론 우주의 초기 상태나 탄생의 과정도 이해할 수 있는 열쇠를 찾은 셈이 된다.

우주 만물을 해석하는 현대 물리학의 기반인 '표준모형'의 마지막 퍼즐 조각이 맞춰질 날이 멀지 않아 보인다.

이번 발표로 힉스 찾기를 비롯한 가속기 경쟁에서 유럽이 주도권을 쥐게 됐다는 평가도 나온다. 1990년대만 해도 미국은 테바트론을 운영하면서 힉스 찾기를 주도했다. 하지만 2008년 LHC가 완공되면서 ‘세계 최대 입자가속기’의 영예는 유럽으로 넘어갔다. 충돌에너지를 높여 양성자를 더 세게 부딪히게 하면 힉스를 발견할 확률도 더 높아진다. LHC와 테바트론의 둘레는 각각 27㎞, 6.28㎞로 LHC의 성능이 월등하다.

미국 과학전문지 <와이어드>는 “미국이 수십 년 간 막대한 자금을 투자하고도 찾지 못한 힉스의 존재를 유럽이 확인한 것은 미국의 자존심에 큰 상처를 냈다”고 평가했다.

경남본부 = 신나영 수습기자

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