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Date 2012/07/05 00:12:25
Name cheme
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Subject [일반] [아마도?] 힉스 보존 발견이 임박한 듯 합니다.


아시는 분들은 꾸준히 관심을 가지고 지켜 보셨을만한 소식입니다만,
아마도 거의 힉스 보존 (Higgs Boson)의 발견이 임박한 듯 합니다.
이는 오랫동안 기다려오던 물리학계의 숙원 하나가 거의 해결되었음을 의미하는 것이기도 합니다.
아마 향후 물리학계에서는 검증을 거쳐 2012년 7월 4일을 Higgs day라고 부르지 않을까 합니다.
아직 pgr에는 관련 포스팅이 올라와 있지 않아서 이렇게 포스팅을 해봅니다.

아래의 official website를 참고하시면 더 자세한 소식과 앞으로의 계획등이 보입니다만,
http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2012/PR17.12E.html
http://news.discovery.com/space/higgs-boson-kinda-sorta-discovered-120704.html

귀찮으신 분들을 위해 제가 이해하고 있는 범위 내에서만 설명을 드리자면,
그간 유럽입자물리연구소(CERN)에서는 거대입자가속기인 LHC(대형강입자충돌기)를 이용하여 꾸준히 고에너지 영역대에서
Higgs boson에 해당하는 입자의 흔적을 찾기 위해 노력해왔습니다.

현대 입자물리학에서는 모든 물질들이 12개의 Fermion과 4개의 boson의 상호작용으로 생성된다고 믿고 있습니다. (첨부 그림 파일 참고)
이를 표준모형 (standard model)이라고 합니다. 1964년에 영국의 물리학자 Higgs는 이들 12개의 Ferimon과
4개의 Boson이 질량을 갖기 위해서는 추가적으로 입자가 하나 더 필요한데, 그 입자는 Boson이어야 하고,
대략 양성자의 질량보다 수백배 정도의 질량을 가져야 할 것으로 이론적으로 추정했습니다. Higgs boson이 하는 역할은
바로 자발적 대칭성 깨짐을 유도하는 매개장(field)의 생성입니다. Higgs boson이 주변에 일종의 장을 형성하고,
이 장에서 느끼는 저항의 정도가 소립자마다 달라짐으로, 원래 가지고 있던 대칭성 (우주 생성 극초기에는 모든 입자가
질량과 속도가 동일했습니다) 이 깨지면서, 저항의 정도에 비례하여 소립자마다 질량이 다르게 되었다는 것입니다.
(저항이 클수록 질량이 커짐)

문제는 이 '가상의' 입자를 검출하기 위해서는 기존의 전자-반전자 충돌기로는 충분치 못하다는 것이었습니다.
LHC가 생기기 전, LHC의 전신격인 전자-반전자 충돌기(LEP) 실험 결과는, 만약 Higgs가 존재한다면
아마도 양성자 질량의 114배 이상에서만 존재할 것이라는 예측을 내놓기도 했습니다. 이는 Higgs boson의 질량이 적어도
106.9GeV이상될 것임을 시사하는 것이었습니다. 2008년 9월에 들어와, LHC가 본격적으로 가동되면서
이 이상의 고에너지 영역에 대한 강입자 (주로 양성자) 충돌 실험이 꾸준히 진행되었는데,
2011년에는 145 - 216 GeV, 226 - 288 GeV, 310  - 400 GeV 영역에는
힉스 보존이 없을 (즉 이 영역의 질량을 가지지 않을) 가능성이 95% 이상이라는 결론을 내렸습니다.

그리고 2012년 7월 4일에 두 독립된 CERN의 연구팀인 CMS와 ATLAS는 Higgs boson으로 추정되는 입자가 아마도
1/170만의 에러확률로 125-126 (엄밀하게 125.3) Gev 영역에 있을 것이라는 결과를 발표하기에 이릅니다. 물리학자들은 그간의
이론적인 예측치와 거의 일치하는 이 값에 대해 매우 흥분하고 있으며, 아마도 125.3GeV가 Higgs Boson의 질량으로 공식화될
확률도 매우 높은 것 같습니다. 그간 Higgs boson이 존재하느냐 여부로 많은 물리학자들이 다양한 이론과 반박 모델을 만들
토론해왔지만, 사실 '있으면 대박 없으면 더 대박' 이라는 분위기도 있었기도 했습니다. 실제로 스티븐 호킹은 Higgs boson이 검출되지
않을 것이라는데 100불을 걸기고 했고, 'Higgs boson이 원래는 아예 없다'라고 믿는 학자들 사이에서는 매우 충격적인 이론들이
조금씩 구축되고 있기도 했었습니다만, 아쉽게도(?) 대박의 수준에서 물리학의 발견이 이루어진 것 같습니다.

Higgs boson 발견의 의미는 앞서도 설명했지만 기본적인 소립자들의 상호작용, 질량형성, 자발적 대칭성 깨짐 등의 입자물리학
모델의 완성 뿐만 아니라, 크게는 우주 생성의 큰 실마리가 실질적으로 확정되었음을 의미하기도 합니다. 이로써 우주 극초기의
큰 불확실성 하나가 제거될 수 있고, 거의 빅뱅 시작 근처까지 우리의 이해를 넓힐 수 있게 될 것 같습니다.

아마 이 소식에 가장 기뻐할 사람은 다름 아닌 Peter Higgs 본인일텐데, 그도 그럴 것이, 그가 Higgs boson의 존재를 예견한 것이
1964년 이었는데, 거의 50년이 지나고 나서야 그 이론이 실험적으로 강력하게 검증되는 것을 본인의 눈으로 직접 보게 되었기 때문일
것입니다. 원래 God(damn) particle로 불리기도 했었던 (나중에는 출판하기에 적절한 용어가 아닌 것 같아서
살짝 damn은 빼주는 센스를 보여준 출판사의 전략으로 God particle로 변신!) Higgs boson의 관측은 현대물리학의
최대의 개가 중 하나가 아닐까 합니다. 아마도 이제 다음 차례는 Higgs boson과 마찬가지로 이론적으로 그 존재만 예측되고 있는
초끈(super string)의 검증이 될 것 같습니다. 이를 위해서는 또 어떤 실험장비와 거대 장치들이 필요할지, 얼마나 많은 물리학자들의
시간을 잡아먹을지 모르겠지만, 결국 Higgs boson 처럼 그 존재 유무는 언젠가는 실험적으로 밝혀질 수도 있을 것 같네요. 다음으로는
전체 우주 질량의 96%를 차지하고 있지만, 아직도 그 성질과 존재 방식이 미스테리한 Dark energy/matter에 관한 연구가 될 것입니다.
말그대로 다른 visible (observable) 물질과 상호작용을 거의 하지 않는 관계로 검출도 힘들고 분석도 힘든 이 암흑덩어리들에 대해
Higgs boson이 하는 역할을 알아냄으로써 암흑물질/에너지에 대해 우리가 몰랐던 성질들이 많이 밝혀지리라 생각됩니다. 그 밖에 물질
-반물질 상호작용, 초대칭입자 존재 유무, 중력의 미스테리(안습일 정도로 약한) 등에 관한 많은 미스테리들이 차례로 풀리게 되지 않을까
조심스레 예측해 봅니다.

다시 한번 Higgs boson의 (아마도 거의) 발견을 축하하고, 그를 위해 엄청나게 노력해 온 과학자들의 노력에 박수를 보냅니다.

세줄요약)
1) 물질에 질량을 부여하는 Higgs boson이 아마도 발견된 것 같다.
2) 이는 매우 역사적인 사건이며 향후 이론/입자 물리학의 많은 미스테리들을 풀어줄 시발점이 될 것이다.
3) 힉스 축하해요!

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12/07/05 00:16
수정 아이콘
boson하니 보손점프가 생각나네요 아스테바리스.는 잡솔이고요..

단어가 어려워서 그런가.. 빅뱅을 설명할수 있는 시대가 다가온다 이건가요?
루스터스
12/07/05 00:24
수정 아이콘
현대 이론 물리학의 가장 큰 토대중 하나가 실험으로 인해 확실히 구축되었고, 덕분에 암흑물질까지도 연구가 가시권에 들어온건가요?
아니면 암흑물질은 여전히 이론의 대상이고, 단지 일반상대성 이론에만 한발짝 접근한거라고 봐도 되나요?

솔직히 이론 물리학에 대해 일반인으로서 그런가보다 하는 감정 말고는 못느끼겠습니다.
역시 핵융합이나, 반중력장치, 반물질 엔진 정도가 딱 나와줘야 와!! 엄청난 발전이 이루어졌구나 실감하게 될것 같습니다.
힉스 입자 발견으로 토대 구축은 확실히 이루어졌다고 생각하니, 살아 생전에 SF 소설같이 반중력장치, 반물질엔진도 기대해봅니다.
유료체험쿠폰
12/07/05 00:24
수정 아이콘
종교계에서는 이 발견에 대해 어떤 의견을 내놓을지 궁금하네요
Judas Pain
12/07/05 00:34
수정 아이콘
실제 결과가 나와봐야 축하를 할 수 있겠습니다만
전 이런 과학의 발전이 마냥 유쾌하진 않습니다.

지식 특히 과학 지식에 대한 태도는 귀납법을 제창한 베이컨 이래로 자연을 지배할 힘과 그로인한 인류의 힘의 확장을 위한 도구라는 것이고
인류의 힘의 증진은 그 자체로 선이라는 것이지만, 인류패권주의는 둘째로 치더라도 전 이런 자연을 굴복시키는 지식들이 인간을 위해서만 쓰일지 인간의 행복을 증진시키기만 할지는 정말 자신하지 못하겠습니다.

과학적 지식의 탐구, 과학적 지식에 대한 욕구는 지적관조라기 보단 제 생각엔 힘에 대한 욕망이자 폭력에 더 가깝다는 생각이 듭니다.
우리가 이 진보를 우리의 힘으로 멈출수는 없겠지만요.
Je ne sais quoi
12/07/05 00:37
수정 아이콘
물리는 아무 것도 몰라서 이해는 안되고... 그럼 이 분이 노벨 물리학상을 타게 될까요? ^^;
지하생활자
12/07/05 01:12
수정 아이콘
한때 물리에 뜻을 두었던 사람으로서...
물리는 현실의 모델링일 뿐 이라는 생각을 합니다.
실제로 그것이 존재하는지, 모델의 일부분인지는 알 수 없지요.
12/07/05 01:12
수정 아이콘
뻘플이지만

물리고 화학이고 다 까먹어버린 지나가던 리버풀팬 식겁해서 일단 클릭했네요
13회차 글쓰기 이벤트 참여자몽키.D.루피
12/07/05 02:01
수정 아이콘
여초사이트에 걸맞는 ted 강의 하나 띄웁니다. 잘 생긴 물리학자가 강입자가속기랑 힉스입자에 대해서 초보자가 이해하기 쉽게 잘 설명해 줍니다.
http://www.ted.com/talks/lang/en/brian_cox_on_cern_s_supercollider.html
12/07/05 02:33
수정 아이콘
이건 무슨 글인가 싶어 들어왔는데 ..


한국어에 매우 능숙한 저입니다만
주로 한글로 적힌 이 글은 전혀 이해를 못하고 가네요.
중간에 간간히 끼어있는 영어때문이라고 생각하렵니다..

뭔진 몰라도 잘 된일 같으니 축하합니다 +_+
12/07/05 02:55
수정 아이콘
저도 보고있는데 -0-;;본문이 분명히 한글인데 크크크 이해를 못하겠네요 크크;;
12/07/05 07:38
수정 아이콘
힉스는 왠지 있을 것 같긴 해서 다행이구요.

중력자나 빨리 발견했으면 좋겠습니다. [m]
12/07/05 11:14
수정 아이콘
아.. 안돼.. 힉스가 벌써 발견되면 돈줄이 끊긴단 말이에요 유유..
정말 '유명한' 힉스 입자 발견하는데도 "돈 좀더달라" "내놓을수 없다 경제가 이런데 어디서 과학을 논해?" 이러면서 굽신굽신거리며 돈을 받아냈는데
'안 유명한' supersymmetry 입자 발견을 위해선 돈을 얼마나 쓰련지..
정말 입자물리 분야는 돈 들어가는 하마입니다 하마... 돈이 다에요!
12/07/05 12:28
수정 아이콘
대구사람인데 농구선수 힉스생각하시고 들어오신분 없나요?
마아가린
12/07/07 15:09
수정 아이콘
권력을 잃고 겁에 질린 인문학도의 저주는 여기에도 있군요.

중세 신학자가 인문학자들에게 덮어씌웠던 비난과 어쩌면 그리도 비슷한지...
Judas Pain
12/07/07 22:54
수정 아이콘
인문학자라고 해도 호기심에 따른 지식의 추구가 지적 지배력의 확장인건 똑같습니다.
다만 이쪽은 인간의 정신이 그 대상이고 역사속에서 충분히 파괴력을 휘둘러 왔습니다. 때로는 충분히 폭력적이었고 말이지요.

다만 오늘날 자연과학과 달리 교리를 순수하게 추구하지 못하고 발전이 없어서 그 힘이 약한 것이겠지요.
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