힉스입자, 우주 만물에 질량을 부여하다.

크레딧: CERN

 

신의 입자? 

힉스 입자. 일부 사람들에게 "신의 입자"(과학자들의 억울하게 들릴지도 모르겠네요^^)로 알려진 이 애매한 작은 입자는 수십 년 동안 집중적인 과학적 연구의 대상이었습니다. 이 모든 것은 1960년대에 소수의 물리학자들이 입자가 질량을 갖는 이유를 설명하는 이론을 내놓았을 때 시작되었습니다.

 

이론에 따르면 다른 입자와 상호 작용하여 질량을 부여하는 입자가 있었습니다. 간단하게 생각되시나요? 아직 아무도 이 입자를 실제로 본 적이 없다는 점만 빼면요. 그리하여 힉스 입자에 대한 탐구가 시작되었습니다.

 

입자 가속기에서 바늘 찾기

그렇다면 엄청나게 작고 어떤 것과도 상호 작용하지 않는 입자를 찾는 방법은 무엇일까요? 글쎄요. 아마 당신은 입자를 함께 부수기 위해 정말 큰 기계를 만들고 힉스입자가 파편에 나타나기를 바랄 수도 있습니다. 이것이 바로 과학자들이 유럽입자물리학연구소(CERN)에서 거대 강입자 충돌기(LHC,Large Hadron Collider)로 수행한 작업입니다.

 

LHC는 세계에서 가장 큰 입자 가속기이며 모든 종류의 새로운 입자를 생성하기 위해 매우 빠른 속도로 양성자를 함께 분쇄합니다. 하지만 힉스 입자를 찾는 것은 쉽지 않았습니다. LHC는 엄청난 양의 데이터를 생성하며 모든 데이터를 샅샅이 뒤져 힉스 입자를 찾는 것은 건초 더미에서 바늘을 찾는 것과 같습니다. 그러나 수년간의 탐색 끝에 2012년 과학자들은 마침내 힉스 입자처럼 보이는 입자를 발견했다고 발표했습니다. 

 

힉스 입자는 실제로 무엇을 하나요?

자, 우리는 힉스 입자를 찾았습니다. 그러나 그 다음엔 무엇을 해야 할까요? 이론에 따르면 힉스 입자는 다른 입자와 상호 작용하여 질량을 부여합니다. 하지만 그게 다가 아닙니다. 힉스 입자는 또한 우주에 스며드는 일종의 보이지 않는 역장인 힉스 장을 담당합니다. 입자가 힉스 필드와 상호 작용하면 질량이 증가합니다. 이것이 왜 중요할까요?

 

힉스 입자와 힉스 장이 없다면 우주는 지금과는 완전히 다른 형태가 될 것입니다. 은하와 별은 형성되지 않을 것이며, 우리가 알고 있는 생명체도 존재하지 않을 것입니다. 그래서 어떤 면에서 힉스 입자는 우리가 주변에서 보는 모든 것에 책임(?)이 있습니다. 정말 멋지죠? 그리고 거기에 여러분이 있습니다. 힉스 입자에 관한 길고 힘든 여정에서 과학자들은 마침내 입자 가속기 건초 더미에서 바늘을 찾아냈습니다.

 

이제 우리는 힉스 입자와 힉스 장에 대해 더 많이 알게 되었기 때문에 우리 주변의 우주를 더 잘 이해할 수 있습니다. 우리가 앞으로 어떤 다른 비밀을 밝혀낼지 기대되지 않나요?