힉스입자, 보려는건가, 보이는건가

힉스입자 발견? 확률이 높은 것일 뿐"“우리가 본 것은 힉스 입자라고 단정지을 수 없다. 힉스 입자가 나타날 것이라고 생각하는 조건에서 얻어진 전기에너지를 측정했고, 그 결과 확률적으로 힉스입자일 가능성이 높다는 것 뿐이다. 따라서 힉스입자가 맞는지 아닌지는 모든 것을 확인해봐야 알 수 있다.”

박인규 서울시립대 물리학과 교수는 16일 서울 동대문구 고등과학원에서 열린 초학제 심포지엄에서 ‘힉스입자 시각화의 의미’에 대해 설명하며 이같이 말했다. 힉스 입자를 발견했다기보다 힉스 입자의 상호 작용일 가능성이 있는 에너지를 확률적으로(5시그마) 검증했다는 것이다.

힉스입자는 물질을 구성하는 17개의 기본입자 중 모든 소립자에 질량을 부여하는 역할을 하는 것으로 추정되는 물질로, 자연에서는 볼 수 없어 아직까지 발견하지 못했다. 그래서 연구자들은 양자를 충돌시키고, 이 충돌에서 얻어진 전기에너지를 측정해 힉스입자의 존재를 확인하려는 시도를 하고 있다.

지난달 유럽물리입자연구소(CERN)는 대형강입자충돌기(LHC)에서 검출된 소립자가 힉스입자가 확실하다고 발표해, 과학자들간 힉스입자 존재여부에 대한 논쟁이 시작됐다. 즉, 충돌에서 얻어진 전기에너지를 확인했다는 것을 과연 힉스입자 존재 자체와 연결할 수 있는 것인지 견해차가 있기 때문.

박 교수는 “발견된 입자가 힉스라고 단정 지을 수 없다”며 “우리가 본 충돌 이미지는 힉스입자의 붕괴사건일 확률이 높다는 것을 의미할 뿐이며, 다른 입자가 붕괴하면서 나타난 현상이라는 것을 완전히 배제할 수 없기 때문”이라고 설명했다. 이것은 마치 관찰 순간 있을 수도 있고 없을 수도 있다는 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 패러독스와 같은 원리라고 말했다.

박 교수는 물체에 빛을 비추었을 때 보이는 그림자를 예로 들었다. “손바닥 모양의 그림자가 보인다는 것은 그런 모양의 물체가 존재한다는 것을 확인한 것일 뿐, 그 물체가 손바닥인지, 손바닥 모양의 다른 물체인지는 알 수 없다”고 말했다.

또 다른 발표자로 나선 한양대 철학과 이상욱 교수 역시 "힉스 입자라고 표현된 그림은 힉스입자의 존재 가능성을 보여주는 시각적 증거일 뿐 힉스 입자는 아니다"라며 "양성자 충돌로 관측된 전기에너지를 그림으로 표현하는 과정에서 상상력이 개입될 수 있기 때문에, 힉스입자의 존재를 인정하기 위해서는 시각화 과정에서 전제된 수많은 이론이나 통계절차에 보다 과학적인 논리가 있어야 한다"며 박 교수의 주장에 힘을 실었다.
“우리가 본 것은 힉스 입자라고 단정지을 수 없다. 힉스 입자가 나타날 것이라고 생각하는 조건에서 얻어진 전기에너지를 측정했고, 그 결과 확률적으로 힉스입자일 가능성이 높다는 것 뿐이다. 따라서 힉스입자가 맞는지 아닌지는 모든 것을 확인해봐야 알 수 있다.”

박인규 서울시립대 물리학과 교수는 16일 서울 동대문구 고등과학원에서 열린 초학제 심포지엄에서 ‘힉스입자 시각화의 의미’에 대해 설명하며 이같이 말했다. 힉스 입자를 발견했다기보다 힉스 입자의 상호 작용일 가능성이 있는 에너지를 확률적으로(5시그마) 검증했다는 것이다.

힉스입자는 물질을 구성하는 17개의 기본입자 중 모든 소립자에 질량을 부여하는 역할을 하는 것으로 추정되는 물질로, 자연에서는 볼 수 없어 아직까지 발견하지 못했다. 그래서 연구자들은 양자를 충돌시키고, 이 충돌에서 얻어진 전기에너지를 측정해 힉스입자의 존재를 확인하려는 시도를 하고 있다.

지난달 유럽물리입자연구소(CERN)는 대형강입자충돌기(LHC)에서 검출된 소립자가 힉스입자가 확실하다고 발표해, 과학자들간 힉스입자 존재여부에 대한 논쟁이 시작됐다. 즉, 충돌에서 얻어진 전기에너지를 확인했다는 것을 과연 힉스입자 존재 자체와 연결할 수 있는 것인지 견해차가 있기 때문.

박 교수는 “발견된 입자가 힉스라고 단정 지을 수 없다”며 “우리가 본 충돌 이미지는 힉스입자의 붕괴사건일 확률이 높다는 것을 의미할 뿐이며, 다른 입자가 붕괴하면서 나타난 현상이라는 것을 완전히 배제할 수 없기 때문”이라고 설명했다. 이것은 마치 관찰 순간 있을 수도 있고 없을 수도 있다는 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 패러독스와 같은 원리라고 말했다.

박 교수는 물체에 빛을 비추었을 때 보이는 그림자를 예로 들었다. “손바닥 모양의 그림자가 보인다는 것은 그런 모양의 물체가 존재한다는 것을 확인한 것일 뿐, 그 물체가 손바닥인지, 손바닥 모양의 다른 물체인지는 알 수 없다”고 말했다.

또 다른 발표자로 나선 한양대 철학과 이상욱 교수 역시 "힉스 입자라고 표현된 그림은 힉스입자의 존재 가능성을 보여주는 시각적 증거일 뿐 힉스 입자는 아니다"라며 "양성자 충돌로 관측된 전기에너지를 그림으로 표현하는 과정에서 상상력이 개입될 수 있기 때문에, 힉스입자의 존재를 인정하기 위해서는 시각화 과정에서 전제된 수많은 이론이나 통계절차에 보다 과학적인 논리가 있어야 한다"