'바닥 쿼크 2개로 붕괴' 표준모형 예측 입증
(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = '신의 입자'라는 힉스 입자(Higgs boson)가 발견된 지 6년 만에 이 입자가 바닥 쿼크(Bottom quark)로 붕괴하는 것이 관측됐다.
유럽입자물리연구소(CERN)는 28일 대형강입자충돌기(LHC)의 두 검출기인 CMS와 ATLAS를 통해 "마침내" 힉스입자의 붕괴를 관찰했다고 밝혔다.
입자물리학의 '표준모형'은 힉스입자가 6종의 쿼크 중 두 번째로 무거운 2개의 바닥 쿼크로 붕괴할 것으로 예측해 왔으며, 과학자들은 이를 직접 목격해 확인하려는 노력을 펴왔다.
하지만 힉스입자 자체가 관측하기 쉽지 않은 데다, 양성자 간 충돌로도 바닥 쿼크가 생겨 이른바 '노이즈(noise)'를 만드는 바람에 힉스입자의 붕괴로 생기는 바닥 쿼크를 관측하는 데 애를 먹었다. 결국 CMS와 ATLAS의 관측 자료를 결합해 복잡한 통계분석을 하고서야 힉스입자의 붕괴를 확인했다.
영국의 이론물리학자 피터 힉스가 처음 존재를 예언하고 50년 가까이 가설로 남아있던 힉스입자를 처음 발견한 것도 이 두 검출기를 통해서 이뤄졌다.
힉스입자는 소립자에 질량을 부여해 '신의 입자'로도 불리며, 이의 발견을 통해 우주와 물질을 설명하는 현대 이론물리학의 '표준모형'이 완성된 것으로 평가돼 왔다.
이번에 힉스입자의 붕괴를 확인한 것은 이런 표준모형의 이론을 더욱 뒷받침하는 것으로 받아들여 지고 있다.
ATLAS 운용팀의 대변인 칼 제이콥스는 발표자료를 통해 "이번 관측은 힉스입자 연구에서 기념비적인 것"이라며 "ATLAS와 CMS의 실험은 힉스입자 자료에 대한 이해를 넓히고 기대를 뛰어넘는 주변(노이즈) 통제를 달성했다"고 했다.
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