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힉스(Higgs)입자 발견되다!

전문가 제언: ○ 2012년 7월 4일 CERN의 ATLAS 실험보고는 mH = 126 GeV/c2 근방에서 새로운 물질, 힉스입자를 발견했다고 발표했다. 질량중심에너지 8 TeV의 양성자-양성자 LHC(Large Hardron Collider)충돌실험에서 휘도(luminosity) 5.9 fb-1의 데이터 분석결과와 2011년 실시된 누적된 결과의 신뢰도는 5σ이었다. 이 결과는 힉스가 없는 우주에서는 이러한 신호는 3백만 번에 한번 검출될 수 있는 결과다. 힉스보존임을 사실상 선언한 것이다. 이는 금세기 최고의 과학적 발견으로 평가하고 있다.

○ 지난 두 세기에 걸쳐서 과학자들은 우주를 구성하고 있는 물질 체계에 대한 해답을 얻기 위하여 탐구한 결과로 표준모델(Standard Model)을 제시했다. 표준모델은 이제 우주의 모든 물질은 쿼크(Quarks)와 렙톤(Leptons)으로 구성되었으며 게이지 보존(Gauge Boson)으로 매개되면서 상호작용하며 질량을 갖는다고 정의하였다. 그런데 이러한 기본입자들이 어떻게 질량을 갖게 되며 상호작용하는지 표준모델에 적용하려면 힉스 입자를 입증해야할 필요가 있었다.

○ 힉스입자를 입증하기 위해서는 빅뱅당시의 물리적 환경이 갖추어져야 함으로 고에너지 입자가속기가 필요했다. 결국 CERN에서는 75억 유로의 예산으로 14 TeV의 LHC를 2008년 완성하고 준비를 거쳐 드디어 2011년부터 데이터를 얻게 되었다. 힉스보존의 탐색은 주로 ATLAS와 CMS에서 수행되었는데 두 실험결과로 힉스입자를 발견한 것이다. CMS에는 전 세계 37개 국가에서 153개소의 연구소에서 2000명 이상의 연구원이 공동연구를 수행하고 있다.

○ CMS 공동연구에 한국에서는 경북대 손동철 교수를 비롯한 7개 대학(강원대, 경북대, 전남대, 건국대, 고려대, 서울대, 성균관대)에서 44명의 연구원이 참가하여 역사적인 힉스입자 발견에 한국의 과학자들이 주도적인 역량을 발휘하여 성과를 거둔 것은 매우 고무적인 일이 아닐 수 없다. 이러한 성과는 기초과학 연구 환경이 더욱 더 활성화 되고 기초과학 연구역량이 배가되는 계기가 될 수 있다고 판단되어 이 리뷰를 추천한 것이다.

저자: G.Aad et al.
자료유형: 학술정보