스핀값 0으로 확인돼야 힉스 입자 최종 결론

지난해 유럽입자물리연구소(CERN)의 대형강입자충돌기(LHC)에서 검출된 소립자가 과학자들이 애타게 찾던 ‘힉스 입자’일 가능성이 매우 높지만 아직까지 그 밖의 다른 입자일 가능성을 완전히 배제할 수 있는 정도는 아니라고 CERN 관계자가 밝혔다.

CERN 과학자들은 6일 이탈리아 라투일레에서 개막한 연례 물리학회 발표를 통해 “이 입자가 힉스 입자일 가능성이 점점 커지고 있는 것은 사실이지만 아직은 확률이 99.6%에 그친다”면서 맞을 확률이 99.9%가 될 때까지 확인할 필요가 있다고 밝혔다.

과학자들은 지난해 7월 LHC에서 검출된 입자가 힉스 입자일 가능성이 99.9%라고 발표한 뒤 지금까지 계속 자료를 분석하고 있으나 힉스 입자로 단정하기까지는 ‘스핀’이라는 단 하나의 숙제가 남아 있다고 말했다.

‘스핀’은 입자의 고유한 각(角)운동량을 가리킨다. 모든 전자는 원자 수준의 자석 존재를 가리키는 ‘스핀’을 갖고 있는데 힉스 입자는 이 스핀이 제로(0)라야 한다.

학자들은 “지금까지의 모든 분석 결과는 스핀 값이 제로일 것을 강력히 시사하고 있지만 스핀 값이 2일 가능성을 전적으로 배제할 수는 없다”고 말했다.

이들은 발견된 입자를 사람에 비유한다면 “힉스 입자처럼 보이고, 말하고, 노래하지만 우리는 그것이 힉스 입자처럼 춤추는지까지 확인해야만 한다”고 말했다.

이것이 힉스 입자가 아닐 경우 단 한 가지 가능성은 ‘중력자’(graviton)라고 학자들은 지적했다.

힉스 입자는 기본 입자들에 질량을 주지만 중력자는 질량이 아닌 중력장과 관련이 있는 것이다.

전자와 물질에 질량을 주는 힉스 입자가 없다면 우주 안에는 어떤 원자도 연결된 상태로 존재할 수 없으며 어떤 화학작용도, 생명체도 존재할 수 없다고 학자들은 설명했다.

오는 16일까지 열리는 이번 학회에서는 CERN의 여러 연구 팀이 차례로 발표할 예정이다.

연합뉴스