d라이브러리 2012년 08월 과학동아

이번 실험 결과를 요약하면 이렇다.

“①물리학 이론에 따라 존재할 것이라 예측하지만 발견하지는 못한 마지막 입자가 남아 있는데, ②작년과 올해 LHC(가속기)에서 수많은 실험을 통해 데이터를 모아 분석해 보니 ③일부 특성이 예측과 맞는 새로운 입자가 관측됐다. ④힉스일 가능성이 크지만, 아직 모든 특성이 밝혀지지는 않아 단정할 수 없다.”

힉스는 물리학 이론(특히 ‘표준모형’이라는 오늘날 물질계를 설명하는 이론)에 따라 ‘우주에 존재해야 하는’ 여러 입자들 중 하나다. 다른 기본입자들이 그렇듯 고유한 특성과 역할을 갖고 있는데, 특히 역할이 중요하다. 입자가 ‘질량’을 갖는 과정과 관련이 있기 때문이다(하지만 이 말이 힉스 입자가 질량을 ‘준다’는 뜻은 전혀 아니다. 이 오해에 대해서는 3파트에서 자세히 다룬다).

힉스에는 ‘신의 입자’라는 별명이 붙어 있다. 극적인 느낌 때문에 어려운 과학 용어인데도 대중적으로도 큰 인기를 끌었다. 여기에 ‘질량을 준다’는 신화가 더해져 유독 고귀하고 특별하며 심지어 일상에 큰 영향을 미치는 최고의 입자라는 이미지가 생겼다. 하지만 이 별명은 사실 우연히 생겼다. 물리학자 레온 레더만이 힉스 입자를 다룬 저서 제목을 ‘신의 입자’로 붙였기 때문이다. 하지만 이 제목은 사실 “힉스가 골치아프고 (발견하는 데) 돈도 많이 든다는 의미에서 ‘신이 저주한(Goddamm, ‘빌어먹을’ 정도의 욕이다) 입자’가 더 어울릴 텐데, 편집자가 허락을 안 해서”(레더만) 붙여진 제목이다. 따라서 이 입자를 발견한다고 신의 활약에 비견할 만한 천지개벽이 일어나거나, 우리 일상이 달라지지는 않는다.

다만 힉스는 현재 물질과, 중력을 제외한 3가지 힘을 설명할 수 있는 가장 정교한 물리학 이론에서 가정한 17개의 기본 입자 가운데 유일하게 발견되지 않은 입자였다. 이번 관측을 통해 인류가 가진 가장 정교한 이론 중 하나가 더욱 완성에 가까워졌다는 의미는 있다.

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PART 2. 힉스, 등장에서 관측까지