CERN 과학자들이 Higgs입자를 찾아냈다고 며칠 동안 뉴스에서 난리입니다. 언젠가 물리 시간인지 화학시간에 Higgs에너지가 어쩌고 이름은 들어본 듯 한데 뭔진 몰라요. 또 뭔지 알아봐야지요.
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힉스 보손 자세히 들여다보기
원문: A Closer Look at the Higgs Boson
베를린(AP통신)-- 제네바 근처에 있는 세계에서 가장 큰 원자핵 파괴장치(입자가속기? atom smasher)로 일하고 있는 과학자들이 새로운 원자보다 작은 입자의 발견을 발표하였습니다. 이 새로운 입자는 과학자들이 오랫동안 찾기를 원했던 힉스 보손(Higgs boson)이라는 입자와 굉장히 닮았습니다. 이 입자는 "신의 입자"라고 불리기도 하는데, 이유는 이 입자의 존재가 우주의 생성을 설명하는데 기본이 되고, 힉스 입자를 찾기 위해 수 천명의 과학자들이 전세계에서 일하고 있기 때문입니다.
이 신의 입자는 무엇일까?
학교 물리수업에선 모든 것은 원자와 원자내의 전자, 양성자, 중성자로 이루어져있다고 가르칩니다. 그리고 이것들은 다시 쿼크(quark)와 또다른 원자보다 작은 입자로 구성되어있습니다. 오랜 기간 동안 과학자들은, 어떻게 이렇게 작은 우주의 기본 물질이 질량을 가지게 되는지를 풀어내려고 노력했습니다. 질량이 없이는 입자들은 서로 끌어당길 수도 없고 그래서 어떤 물질도 생겨나지 못합니다
영국 물리학자 피터 힉스(Peter Higgs)와 벨기에와 미국의 과학자들이 1960년대에 한 이론을 제시했는데, 이 이론은 어떤 한 입자가 "끈적이는" 장을 만들어내서 다른 입자들을 끌어당기는 것처럼 행동한다는 것입니다. CERN (the European Center for Nuclear Research, 유럽 입자물리 연구소)에서 이 원자간의 부딪힘(atom-smashing) 실험을 했는데, 이 실험에서 바로 힉스 입자처럼 보이는 어떤 현상을 잡아낸 것입니다.
왜 이것이 중요한가?
힉스 입자는, 어떻게 세상이 생겨났느냐에 대한 과학자들의 이해를 뒷받침하는 많은 이론적 방정식의 부분을 이루고 있습니다. 만약 이 입자가 존재하지 않으면 이 모든 이론들은 맨 처음부터 다시 정비되어야합니다. 이 입자가 존재한다는 사실 자체가 과학자들에게는 그들의 이론들이 옳은 길을 가고 있다는 것을 의미하는 것입니다. 그렇지만, 여기 재밌는 점이 있습니다. 그 측정이 입자 물리의 소위 기본 모델에서 예측한 것과 아주 약간 차이가 난다는 것입니다. 이 점이 과학자들을 흥분하게 하였는데, 그 이유는 이것이 또 다른 새로운 발견의 가능성을 열어준 것이기 때문입니다. 이 새로운 발견은 "초 대칭(super-symmetry)"이라고 알려진 이론, 입자가 꼭 쌍으로--물질과 반물질(anti-matter)-- 존재하는 것이 아니라 조금씩 다른 성질을 가진 네 개의 쌍으로 존재한다는 이론을 포함합니다.
얼마나 비싼건가?
CERN의 원자를 부수는 장치(atom smasher)인 대형 해드론 콜라이더 (Large Hadron Collider, *세계에서 가장크고 가장 센 입자가속기라고 하네요) 하나를 만들고 유지하는데 10 억 달라가 듭니다. 이것은 힉스 입자 관련한 독립된 두 개의 실험에 참여하고 있는 전 세계 수 천명의 과학자들과 스탭들의 급여를 포함한 것입니다.
이 발견으로부터 실용적인 결과물이 나오나?
직접적으로 나오진 않습니다. 하지만 엄청나게 많은 양의 과학적 노력들은 다른 방식으로 보상을 받는 발견들로 이어집니다. 그 중의 한 예가 월드 와이드 웹 (WWW)을 만든 것 입니다. CERN의 과학자들은 서로 정보를 쉽게 교환하기 위해 인터넷을 만들어냈습니다. 원자핵 파괴 실험으로부터 나오는 모든 자료를 해석하기 위한 방대한 노력은 분산 컴퓨팅(클라우드 컴퓨팅)을 발달시켰고, 이 분산컴퓨팅은 현재의 표준적인 방법으로 자리잡았습니다. 태양에너지를 모으는 방법의 발달, 의학 정보의 시각화, 양자 테라피--암을 치료하기 위해 쓰임--들이 CERN을 포함한 전세계 입자 물리학자들의 연구에서 나온 실용적인 결과물들입니다.
다음은 뭔가.
"이것은 시작일 뿐입니다"라고 CERN의 대변인 James Gillies가 말했습니다. 과학자들은 어떻게 동작하는 지를 다 이해할 때까지 이 새로운 입자를 검사하는 것을 계속 할 것입니다. 이렇게 함으로써 과학자들은 아직 우리가 볼 수 없는 96%의 우주를 이해할 수 있게 되기를 기대하는 것입니다. 이것이 또다른 새로운 입자들과 그리고 또 아직까지 알려지지 않은 자연의 에너지(force)를 발견하게 할 것입니다.
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잘 모르는 분야를 해석한 것이라 용어해석에 틀린 부분이 있을 수 있습니다. 틀린 부분이 있으면 지적해주세요.