“힉스입자 존재 흔적 발견..내년 중 결론”

유럽입자물리연구소(CERN) 소속 과학자들은 13일(현지시간) 우주 탄생의 비밀을 밝혀줄 것으로 여겨져 온 힉스 입자(Higgs boson)의 존재를 시사하는 ‘흥미로운 단서’를 발견했으며, 이 입자가 존재할 가능성이 있는 에너지 영역을 좁혀냈다고 밝혔다.

CERN 과학자들은 힉스 입자 존재를 규명할 결정적인 증거를 아직 찾지는 못했지만, 추가 자료를 충분히 확보하면 내년 중에는 힉스 입자의 존재 여부에 대해 결론을 내릴 수 있을 것이라고 말했다.

힉스 입자를 추적하는 2개 연구팀 가운데 하나인 아틀라스(ATLAS) 실험실의 이탈리아 출신 물리학자 파비올라 지아노티는 저에너지 범주인 126 GeV(기가전자볼트) 영역에 힉스 입자의 흔적이 집중돼있다고 말했다.

지아노티는 이날 세미나에서 “힉스입자와 같은 입자가 이 영역에 존재할 것이라고 생각한다”면서 “그러나 아직 최종 결론을 내리기는 이르며, 더 많은 연구와 자료가 필요하다”고 말했다.

지아노티는 또 “향후 몇 개월은 매우 흥미진진하겠지만, 결론이 어떨 지는 알 수 없다”며 “입자 가속기 내 몇몇 에너지 영역은 제외됐으며, 그 신뢰도는 약 95%에 달한다”고 말했다.

학자들은 힉스 입자가 발견될 에너지 영역을 120~125 GeV(기가전자볼트)로 예상해왔으며, 이런 영역에서 1GeV는 대략 양성자 1개의 질량을 갖는다.

아틀라스에 이어 같은 연구를 해온 CMS 연구팀 소속 올리버 부흐묄러는 두 연구팀이 거의 같은 방향을 가리키는 신호를 확보했다면서 “그 신호가 같은 질량 수준에 있음을 발견했고 이는 확실히 매우 중요한 발견”이라고 말했다.

CMS 연구팀의 클레어 셰퍼드-테미스토클레우스는 “우리는 힉스 입자가 있는 곳으로 들어가고 있다”면서 “힉스 입자를 최종 확인하든 아니면 (존재를) 배제하든 간에 우리는 물질의 기본적인 속성을 이해함에 있어서 커다란 변화의 근저에 와있다”고 밝혔다.
스위스 제네바와 프랑스 국경지대에 위치한 CERN은 대조 검토를 위해 아틀라스와 CMS 등 2개 팀에서 각자 다른 기술로 실험을 해왔다.

현대 물리학의 표준 모델 입자 가운데 최후의 미발견 입자인 힉스 입자의 존재 여부가 확인되면, 이 연구를 목적으로 건설된 강입자가속기(LHC) 연구진의 큰 개가가 될 전망이다.

롤프 호이어 CERN 소장은 “힉스 입자로 향하는 창문이 갈수록 작아지고 있다”며 “하지만 조심해야 한다. 이는 흥미로운 단서들이지만 우리는 아직 힉스입자를 발견하지도 배제하지도 못했다”고 말했다.

‘신의 입자’로 알려진 힉스 입자는 영국인 물리학자 피터 힉스가 1964년 이론화한 것으로 137억년 전 우주 탄생 당시 모든 입자에 질량을 부여한 뒤 사라진 입자를 말한다.
CERN은 총 100억 달러를 들여 제네바와 프랑스 국경 지대 지하 100m에 총 길이 27 ㎞의 강입자가속기를 건설, 힉스 입자 등 우주 탄생의 신비를 밝히기 위한 실험을 진행 중이다.

/연합