세상에 존재하는 모든 물질에 질량을 부여한 신의 입자 ‘힉스’를 찾기 위해 과학자들이 진행해 온 ‘사상 최대의 실험’이 막바지에 접어들었다. 다음 달 4일이면 현대 물리학의 근본을 이루는 ‘표준 모형’의 마지막 퍼즐에 대한 진실이 밝혀질 것으로 보인다. 만약 힉스가 존재하지 않는 것으로 확인되면 기존 물리학 이론은 전면 재검토돼야 한다.

●유럽입자물리연구소 “검출 실험결과 발표”

유럽입자물리연구소(CERN)에서 힉스 규명에 참여하고 있는 한 관계자는 24일 서울신문과의 전화통화에서 “거대 강입자가속기(LHC)에서 힉스 검출 실험을 진행하고 있는 ATLAS와 CMS팀이 최근 몇 달간의 실험에서 결과물을 얻어 낸 것으로 보인다.”면서 “다음 달 4일 스위스 제네바에서 열리는 세계 고에너지학회에서 관련 내용이 발표될 것”이라고 밝혔다. 현재 CERN은 관계자들에게 실험과 관련된 내용을 발설하지 말라는 ‘함구령’을 내린 상태다. 이 관계자는 “최근 OPERA팀이 진행한 ‘빛보다 빠른 중성미자’ 발표가 실험 오류로 밝혀지면서 CERN이 외부와의 의사소통에 민감하게 반응하고 있다.”고 덧붙였다. CERN도 22일(현지시간) 공식 발표를 통해 “다음 달 학회에서 힉스와 관련된 새로운 사실을 발표할 것”이라고 확인했다.

힉스는 137억년 전으로 추정되는 ‘빅뱅’ 발생 직후 모든 물질을 구성하는 6쌍의 구성 입자와 힘을 전달하는 4개 매개 입자들에 각각의 질량과 성질을 부여한 것으로 알려져 ‘신의 입자’, ‘창조의 천사’ 등으로 불린다. 1964년 피터 힉스 에든버러대 물리학과 교수가 존재를 처음 주장한 점에 착안, 고 이휘소 박사가 힉스로 이름 지었으며, 현대 물리학의 토대를 이루는 ‘표준모형’에서 유일하게 아직까지 발견되지 않고 있다. 과학자들은 2008년 50억 달러를 들여 스위스와 프랑스 국경에 LHC를 세워 힉스를 찾기 위한 실험을 진행해 왔다.

●존재 않을 땐 기존 물리학 이론 전면 재검토돼야

CERN은 지난해 12월 CMS와 ATLAS팀의 결과 발표를 통해 “힉스가 존재할 것으로 추정되는 에너지 영역 중 122~127GeV(기가전자볼트)를 제외한 모든 영역을 검토했으며, 마지막 영역에 힉스가 있을 가능성이 높다.”면서 “2012년 상반기 추가실험을 통해 힉스의 존재 유무를 결론 지을 수 있을 것”이라고 밝혔었다. CERN은 4월 초부터 LHC의 충돌에너지를 기존의 7TeV(테라전자볼트)에서 8Tev로 높여 실험을 진행해 왔다. 충돌에너지가 커지면 힉스 발생 가능성이 높아진다. 다음 달 고에너지학회에서 CERN은 이 에너지 구간에 힉스가 있는지에 대한 결론을 발표할 것으로 보인다. 이 구간에 힉스가 없다면 물리학자들의 모든 예상이 빗나가는 것으로, 물리학계는 기존 이론을 전면 재검토해야 한다. 뉴욕타임스, AFP통신 등 외신들도 CERN의 발표에 주목하고 있다. 로스앤젤레스타임스는 “이번이 사실상 힉스와 관련된 마지막 발표가 될 것”이라며 “지난 반세기 동안 가장 큰 물리학적 성과가 곧 공개될 것으로 보인다.”고 전했다. 반면 가디언은 “CERN은 마치 루머 공장과 같다.”면서 “정확한 결과물이 아니고 또 다른 가능성을 내놓을 경우 CERN은 철저히 외면받을 것”이라고 지적했다.

박건형기자 kitsch@seoul.co.kr