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CMS의 힉스 탐구

전문가 제언: ○ 과학자들은 우주를 구성하고 있는 물질 체계에 대한 해답을 얻기 위하여 표준모델(Standard Model)을 제안했다. 표준모델은 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 힉스입자를 실험적으로 입증해야 할 필요가 있었다.

○ CERN의 CMS(Compact Muon Solenoid)실험 연구팀이 4-렙톤 붕괴 채널 에서 힉스보존 질량 GeV 범위의 실험결과를 발표했다. 연구팀은 질량중심에너지 = 7TeV의 양성자-양성자 LHC(Large Hardron Collider) 실험결과, 휘도(luminosity) 4.7fb-1에 데이터 분석결과로 4-렙톤 불변질량(invariant mass) GeV에서 119, 126, 320GeV 근방의 질량값을 갖는다고 보고하였다.

○ 결국 2012년 7월 4일 CERN의 LHC는 CMS와 ATLAS 실험결과를 종합하여 mH = 126GeV 근방에서 새로운 물질, 힉스입자를 발견했다고 발표했다. 이는 질량중심에너지 8TeV의 양성자-양성자 LHC 충돌실험에서 휘도 5.9fb-1의 데이터 분석결과로 신뢰도는 5σ이었다. 힉스보존임을 사실상 선언한 것이다. 금세기 최고의 과학적 발견으로 평가되고 있다.

○ CMS 공동연구에 국내의 경북대 손동철 교수를 비롯한 7대학(강원대, 경북대, 전남대, 건국대, 고려대, 서울대, 성균관대)에서 43명의 한국과학자들이 힉스입자 발견에 직접 참여했다. KISTI의 조기현 박사는 고에너지 충돌실험의 거대한 데이터처리 시스템 벨II를 일본, 호주, 독일 등 9개국 과학자들을 지휘하여 2010년 개발하여 활용하게 함으로써 한국의 기초과학 연구역량을 과시하였다. 이 리뷰는 기초과학연구 환경이 활성화될 수 있는 의미 있는 자료로 판단되어 추천한다.

저자: S. Chatrchyan et al.
자료유형: 학술정보