국내 연구팀, 세계 최초 우주 비밀 풀 '힉스' 붕괴 과정 관측

(좌) 포스텍 물리학과 김범준 교수/ 사진 제공 = 포스텍, (우) 기사와 관련 없는 자료 사진 / terresacree.org

[인사이트] 황규정 기자 = 국내 연구팀이 세계에서 처음으로 이차원 전자계에서 힉스 입자를 관측하고 붕괴 과정을 확인하는 놀라운 성과를 거뒀다.

18일 포스텍은 물리학과 김범준 교수와 독일 막스플랑크 연구소가 우주 탄생의 비밀을 풀어줄 '힉스' 입자 붕괴 과정을 알아내는데 성공했다고 밝혔다.

'힉스 입자'는 신이 모든 생명체에 생명을 불어넣듯, 소립자에 질량을 부여해 '신의 입자'라는 별명을 갖고 있다.

힉스 입자의 모습 / CMS

하지만 힉스입자는 점이나 면 같은 저차원계에서 빨리 붕괴되는 특성 때문에 지금까지 제대로 된 관측을 하기가 어려웠다.

김 교수는 "입자물리에서도 직접 관측되는 것이 아니라 붕괴된 잔해만 확인할 수 있어 지금까지 응집물리 분야에서 이를 직접 다룬 연구 결과가 전무하다"고 설명했다.

이러한 힉스 입자를 확인하기 위해 김 교수를 비롯한 국내 연구팀은 물질 내 스핀파의 개형분석 실험을 진행했다.

기사와 관련 없는 자료 사진 / 연합뉴스

이 과정에서 연구진은 그래핀과 같이 단일층만으로 물성이 완성되는 양자 자석에서 힉스 입자가 한 쌍의 종파로 붕괴된다는 사실을 밝혀냈다.

김 교수는 "힉스 입자의 붕괴과정이 응집물리 분야에서 관측된 것은 이번이 처음"이라며 "특히 우주의 탄생을 밝히는 힉스입자 관측이 대형 인프라 없이 작은 실험실에서 확인한 데에 큰 의미가 있다"고 전했다.

과학자들은 이번 힉스입자 붕괴 과정 관측을 통해 우주 기원의 수수께끼를 풀 수 있을 것으로 기대하고 있다.

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