힉스 입자 이론은 무엇을 말하는 것일까?
얼마 전 뉴스와 신문에서 힉스 입자가 발견됐다는 보도가 있었습니다. 힉스 입자라는 용어를 많이 들어보긴 했지만 정확히 어떤 것을 지칭하는지 몰라 이것 저것 관련 정보를 찾아봤습니다. 이번 포스팅에서는 힉스 입자란 무엇이고 그 이론이 말하는 점을 알아보도록 하겠습니다.
1960년 대에 물리학에서는 물질을 구성하는 기본 입자에 대한 연구가 진행되고 있었습니다. 흔히 분자나 원자 등으로 설명되는 눈에 보이지 않는 물질의 근원을 탐색해보는 연구라 할 수 있습니다. 이렇게 물질을 구성하는 표준물질을 설명하는 모형이 있었는데 이를 ‘표준물질’이라고 합니다.
이 표준모형에 따르면 모든 입자 사이에는 중력과 전자기력, 약력과 강력이라는 힘이 존재한다고 합니다. 용어가 다소 어렵지만 물질을 구성하는 기본 입자에 작용하는 어떤 힘이 있다고 이해하면 됩니다. 하지만 이런 네 가지 힘에는 질량이 없다고 합니다. 그렇기 때문에 임의로 이 네 가지 물질에 질량을 부여하는 가설이 나타나게 됩니다. 이렇게 질량을 부여할 때 생기는 물질이 바로 힉스 입자입니다.
영국 이론 물리학자인 힉스의 이름을 따 명명된 힉스 입자는 질량의 근원과 우주가 생성되는 비밀을 밝혀줄 수 있다고 해서 신의 입자로 불리우기도 합니다. 만약 이 힉스 입자가 실재한다면 우리가 살고 있는 우주가 어떻게 탄생됐는지를 알 수 있는 것이지요.
2012년에 유럽입자물리연구소(CERN)에서 이런 힉스 입자를 발견했다는 사실은 전 세계를 놀라움을 빠트려 버렸습니다. 신화나 종교에 의지하지 않고 우리가 사는 세계의 근원을 규명할 수 있다는 설렘과 놀라움 때문이죠. 둘레서 27km에 달하는 입자가속기에서 입자를 충돌시켜 바로 이런 힉스 입자의 존재를 발견한 것입니다. 이론적으로 확인 했던 것에서 실제 데이터를 분석하면서 공식적으로 힉스 입자가 있다는 점을 발표했습니다.
입자학이니 물리학 등은 일반인들이 정확히 알기 힘들 정도로 전문성이 요구되는 분야이지만 이렇게 하나씩 용어를 알아가면 상당히 재미있습니다. 현재 CERN에는 기존의 입자가속기보다 7배 강한 입자가속기를 개발한다고 합니다. 앞으로 힉스 입자 이론이 어떤 식으로 발전해 재미있는 사실을 전해줄지 기대해 보겠습니다.
