관리 메뉴

ScienceBooks

힉스입자를 예견한 물리학자. 프랑수아 엥글레르, Happy birthday! 본문

과학 Talk

힉스입자를 예견한 물리학자. 프랑수아 엥글레르, Happy birthday!

Editor! 2014.11.07 17:21


Talk. 힉스입자를 예견한 물리학자.

프랑수아 엥글레르, Happy birthday!



ⓒ https://www.facebook.com/PhysicsToday/photos/a.10150189178410164.429416.57270780163/10154848863675164/?type=1&fref=nf&pnref=story


11월 7일 오늘은 벨기에에서 태어난 물리학자, 프랑수아 엥글레르의 생일입니다. 페이스북에서도 그의 생일 소식을 듣고 'Happy birthday' 메시지를 남기는 사람들이 많네요. 제법 많은 추천수를 받은 댓글 중에 higgs boson.. 이라고 쓴 댓글도 보입니다.





벨기에의 프랑수아 앙글레르 교수는 빅뱅 당시 질량이 없던 기본입자에 질량이 부여되는 힉스 메커니즘의 존재를 처음 예측하였습니다. 힉스 입자의 존재를 입증한 픽스 힉터와 프랑수아 엥글레르는 2013년 10월에 노벨 물리학상을 공동 수상합니다. 이미 수상발표 전부터 많은 사람들이 트윗을 통해 물리학상 수상자로 픽스 힉터를 지목하였지요.


▶ 피터 힉스, 프랑수아 엥글레르, 2013 노벨 물리학상 수상! (클릭)


그렇다면 왜 힉스의 발견이 이토록 큰 이슈가 되는지 아래 인용문을 통해 살펴보겠습니다.



리사 랜들 ⓒ wiki


이번 발견은 입자 물리하그이 표준 모형(Standard Model)이 모순 없이 옳다는 것을 확인해 주었다. 표준 모형은 우리가 아는 한 물질의 가장 기본적인 구성 요소인 쿼크(quark)와 렙톤(lepton), 그리고 중력을 제외한 세 가지 힘 ─ 전자기력, 약한 핵력(약력), 강한 핵력(강력) ─ 을 기술한다. 대부분의 표준 모형 입자들은 질량이 0이 아니며, 이것은 여러 실험을 통해 잘 확인된 사실이다. 표준 모형은 입자들의 질량을 포함해서 지금까지 알려진 모든 입자 물리학적 현상들에 대해 1퍼센트 이하의 정밀도 수준에서 완전히 옳은 예측값을 준다.

─ 리사 랜들, 『이것이 힉스다




즉 표준 모형은 전자기력, 약력 그리고 강력에 대한 이론들을 모아놓은 것을 말합니다. 조금 더 쉽게 말해서 이 표준 모형은 물질을 구성하는 입자와 입자 사이의 상호작용을 밝혀서 세상이 무엇으로 만들어졌으며 어떻게 구성되어있는지에 대하여 과학적으로 밝혀주는 이론으로 현재까지 자리잡고 있습니다. 그러나 이 표준 모형에 한 가지 문제가 있습니다.



표준 모형은 입자가 가진 질량이 어디서 왔는지 제대로 설명하지 못한다. 만약 입자가 질량을 태초부터 가지고 있었다고 한다면, 표준 모형은 이론적 모순을 야기하고 의미 없는 예측값을 내놓게 된다. 표준 모형에는 입자에 질량을 부여하는 뭔가 새로운 구성요소가 필요한 것이다. 이 새로운 구성 요소가 바로 힉스 메커니즘이다.

─ 리사 랜들, 『이것이 힉스다



표준 모형의 질량을 증명해줄 '힉스 입자'가 없으면 이 표준 모형 이론에 모순이 생기게 됩니다. 힉스 입자가 없는 것으로 밝혀지면 표준 모형 또한 맞지 않는 이론으로 틀어져버리기 때문에 많은 과학자들은 힉스 입자를 찾기 위해 분투하였습니다.



LHC ⓒ wiki


그 '힉스 입자'를 찾아내기 위해 가동되는 기계가 LHC입니다. LHC는 CERN에서 관리하고 있으며 CERN은 우리에게 웹 사이트가 처음 만들어진 곳으로 더욱 익숙할 것입니다.


LHC는 대형 하드론 충돌기의 약자이다. 스위스 제네바 근교 100미터 지하에 있는 터널 속에 설치된 지름 5센티미터, 전체 길이 27킬로미터의 튜브를 중신으로 수만 톤의 전자석과 빌딩 규모의 입자 검출기 등으로 이루어져 있는 LHC는 인류가 지금껏 만든 그 어떤 과학 실험 장비보다 거대한 지상 최대의 실험 장치라고 할 수 있다.

─ 이강영, 『LHC, 현대 물리학의 최전선



LHC의 가동으로 인류의 자연 탐구에 새로운 지평이 열렸다. 지난 2년간의 가동은 사실상 향후 수십 년 가동을 위한 시험 가동인 셈이다. 그럼에도 힉스 입자의 발견이라는 대단한 성과를 창출했고 14테라저자볼트라는 인류 역사상 가장 강력한 에너지에서 우주는 새로운 자연 현상을 드러낼지 매우 궁금하다. 향후 10년이 매우 중요한 이유가 여기에 있다.

─ 김동희, 『바벨탑의 힉스 사냥꾼




프랑수아 엥글레르 생일을 기념하여 쓰다보니 LHC까지 가게 되었네요. LHC와 CERN에 대한 더 자세한 이야기는 전에 과학톡에서도 다루었습니다.


▶ Talk. 신의 입자, 힉스를 찾는 CERN 60주년을 맞이하다 (클릭)



힉스입자를 예견하고 메커니즘을 발견한 물리학자, 프랑수아 엥글레르. 생일을 축하드리며, 마지막으로 리사 랜들의 힉스 입자에 대한 멋진 비유를 하나 들며 오늘의 과학톡을 마치겠습니다.



ⓒ pixabay


당신은 소리 지르는 사람들로 가득 찬 경기장에서 친구를 찾는 중이다. 그곳에서 당신 친구를 비롯한 모든 사람들이 온갖 소리를 내고 있다. 그런데 친구의 목소리는 다른 소리와 구별이 되기는 하지만, 사람들이 내는 소음 사이에서는 작은 옹알거림에 불과하다. (...)

그런데 친구가 대략 어디쯤 있는지 안다고 상상해 보자. 당신은 친구가 경기장 어느 구역에 있는지, 누구와 함께 있는지 알고 있다. 그래서 특정 구역에 주의를 기울인다. (...) 당신은 곧 경기장에서도 어떤 특정한 구역에 초점을 맞추기 시작할 것이다. 그 특정한 구역을 더욱더 자세히 찾아볼 것이다. 결국에는 목소리를 잘못 들을 리 없는 올바른 장소에 다다를 것이고 친구와 만나게 될 것이다.

힉스 보손의 발견도 실제로 이런 식으로 이루어진다. (...) 즉 당신은 '힉스의 소리'를 들을 수 있다. (...) 힉스 보손이 만들어지는 시간은 아주 짧다. 즉 힉스의 소리는 '군중'의 웅성거림에 묻혀 눈깜짝할 사이에 사라진다.

─ 리사 랜들, 『이것이 힉스다




0 Comments
댓글쓰기 폼