"힉스 입자 발견?" 과학계 흥분

[아시아경제 김수진 기자]'신의 입자'로 불리는 힉스 입자 발견이 가까워졌다. 과학계는 흥분을 감추지 못하고 있다. 우주 만물의 원리를 설명하는 표준이론의 완성이 눈 앞에 다가온 것이다.

유럽입자물리연구소(CERN)는 4일 힉스 입자로 추정되는 새로운 입자를 발견했다고 밝혔다. 새로 발견된 입자의 질량은 125-126 GeV(기가전자볼트) 사이다. 지난해 12월 CERN이 힉스 입자가 존재할 것으로 예측했던 영역이다. 모든 면에서 힉스 입자와 일치하는 이 입자의 존재확률은 99.99994%(5시그마) 수준이다. 확률이 5시그마 이상이어야 과학적 발견이라고 부를 수 있다는 설명이다.

CERN이 새로운 입자 발견 소식을 공표하자 전세계가 들썩거렸다. 트위터 해쉬태그는 힉스, CERN등 순식간에 관련 소식으로 도배됐다. CERN의 롤프 호이어 소장은 "우리가 자연을 이해하는 데 새로운 이정표가 될 것"이라며 "힉스로 추정되는 입자의 발견은 우주의 미스터리를 풀 수 있는 서광을 비췄다"고 평가했다. 올해 83세의 힉스 교수는 "내 생애에서 가장 믿을 수 없는 일"이라며 "연구에 참여한 과학자들에게 축하를 전한다"고 말했다. 그간 힉스 교수는 힉스 입자의 존재가 증명될 때까지 관련 인터뷰나 코멘트를 미뤄 왔었다.

힉스 입자는 현대 물리학을 완성한다. 현대물리학의 표준모형에서는 우주가 17개 입자로 구성돼있다고 본다. 물질을 구성하는 입자와 힘을 전달하는 매개입자(Boson)다. 특히 힉스 입자는 모든 소립자에 질량을 부여하는 역할을 한다. 힉스 입자가 존재해야 표준모형이 완성된다. 가장 결정적인 힉스 입자는 지금까지 빈 퍼즐 조각으로 남아 있었다.

과학계가 표준이론을 정립하고 힉스 입자를 찾아 헤매기 시작한 역사는 50년에 달한다. 1964년 영국 물리학자 피터 힉스가 질량을 부여하는 입자의 존재를 제시하면서 힉스 입자라는 이름이 붙었다. 본격적으로 조사에 나선 것은 20년이 넘었다. 그만큼 이번 발견은 과학계의 '쾌거'다. 우주의 96%를 구성하는 '암흑 물질'이 무엇인지, 우주는 어떻게 반물질이 아닌 물질로 구성돼 있는지 등 물리학에서 미지의 영역으로 남아있던 질문을 풀 수 있게 된 것이다. CMS 한국팀 대표인 박인규 서울시립대 물리학과 교수는 "올해 LHC 가동 에너지를 올리면서 기대보다 더 많은 데이터를 순식간에 얻게 됐다"며 "천문학 등의 영역으로 치면 외계인을 발견한 것이나 마찬가지"라고 설명했다.

아직까지 숙제는 남아있다. 이 입자가 진짜로 힉스 입자인지 혹은 힉스와 비슷한 다른 입자인지 검증을 거쳐야 한다. 박 교수는 "올해 LHC 가동 에너지를 올리면서 기대보다 더 많은 데이터를 순식간에 얻게 됐다"며 "12월까지 쌓일 데이터는 지금 얻은 양의 약 3배로 예상되며, 그 정도 데이터면 새로운 입자가 힉스인지 아닌지 판단할 수 있을 것"이라고 설명했다.

김수진 기자 sjkim@