강입자가속기서 새 입자 첫 발견

유럽입자물리연구소(CERN)의 강입자가속기(LHC)에서 처음으로 새로운 입자들이 발견됐다고 BBC 뉴스와 사이언스 데일리가 23일 보도했다.

영국 과학자들은 LHC의 두 입자 검출기 중 하나인 아틀라스(ATLAS)의 자료를 분석한 결과 Chi-b(3P)라는 입자의 존재가 나타났다고 논문 초고 사이트 ArXiv.org에 발표했다.

이 입자의 더욱 가벼운 짝은 이미 25년 전 발견됐고 많은 이론 물리학자들이 새로운 입자의 존재를 예상하긴 했지만 기존 실험에서는 한 번도 관찰된 적이 없다.

연구진은 이 새로운 입자가 `뷰티 쿼크`(beauty quirk)와 `뷰티 반(反)쿼크`의 결합력을 강하게 해 주는 새로운 방식이라고 밝혔다.

이들은 "사람들이 입자에 질량을 부여하는 것으로 알려진 힉스 입자에 비상한 관심을 보이는 것은 당연한 일이지만 우리가 일상적으로 접하는 물체들의 많은 질량은 바로 우리가 Chi-b의 존재를 이용해 연구하고 있는 강력한 상호작용으로부터 오는 것"이라고 말했다.

기존 연구를 통해 존재가 밝혀진 Chi 입자가 더욱 흥분한 상태를 가리키는 Chi-b(3P)는 원자핵을 양성자 및 중성자와 결합시키는 것과 똑같은 강한 힘을 통해 두 개의 아주 무거운 입자를 결합시키는 역할을 한다. 이에 비해 힉스 입자는 더 작은 입자들로 이루어져 있다.

LHC는 원자보다 작은 입자들 사이의 상호작용을 설명하기 위해 고안된 물리학의 `표준 모델`에서 빠진 부분을 채우고 표준모델을 넘어서는 새로운 물리학의 가능성을 찾기 위해 만들어진 시설이다.

연구진은 Chi-b(3P)의 강력한 힘을 더 깊이 이해할수록 힉스 입자 추적의 배경지식이 되는 새로운 자료들을 더욱 폭넓게 이해하게 될 것이라고 말했다.

이들은 "LHC에서 이런 새로운 입자가 발견되기는 처음이며 이는 입자충돌기가 매우 성공적으로 가동되고 있음을 입증하는 것"이라고 강조했다.

연합뉴스