힉 스입자의 발견 — 불교 공 사상의 확실한증명
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호수 171호 발행인 법등[구창회] 발간일 2014-02-05 신문면수 6면 카테고리 특집 서브카테고리 -페이지 정보
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입력자 총지종 입력일시 18-05-25 12:16 조회 2,048회본문
대승불교경전의 최고 정수로 불리우는 반야심경은 불교의 핵심 사상을 짧지만 간결하게 말해주고 있다.
색즉시공 공즉시색은 불자라면 누구나 아는 이야기다. 현대물리학의 근본개념을 이미 부처님은 깨닫고, 이 공 사상을 기본으로 물질계의 현상과 정신계의 현상에 관한 해답을 제시했다.
2013년 10월 4일은 전 세계 물리학자들의 영원한 과제였던 물질의 기본 구성 요소 중 마지막 입자인 ‘힉스’의 존재를 규명했다고 CERN(유럽원자핵공동연구소)가 발표했다.
이는 우주의 생성이론인 빅뱅이론 발표 이후 현대물리학의 최대 과제였던 물질의 기본 구성요소로 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자가 있고, 그 속에 더 이상 쪼개지지 않는 쿼크라는 기본입자가 나온다. 이는 다시 물질구성 기본입자 12개와 이들 입자간의 힘의 매개를 담당하는 4개의 입자로 구성된다. 그러나 마지막으로 상호간의 작용을 일으키고 물질로서 질량을 부여하고 사라져버리는 힉스입자의 존재는 이론적으로 정리 되어 었지만 그 실체를 알 수는 없었다. 이 질량 부여 물질인 힉스를 발견해 낸 것이다.
물질을 구성하는 최소 단위는 ?
고전물리학에서의 물질의 구성요소를 파악한 역사를 한번 되짚어보자. 그리스의 철학자 아리스토텔레스는 만물의 근원은 물, 불, 흙, 공기라는 4 원소설을 주장했다. 이후 데모크리토스는 물질은 원자와 공간으로 구성된다는 원자설을 제기 한다. 이후 물리학의 연구는 서양의 기독교 사상에 의한 창조설에 갇혀 발전을 이루지 못하고 2,000여년의 세월이 흐른다. 1803년 드디어 돌턴이 원자설을 다시 들고 나온다. 물질의 입자들을 쪼개고 또 쪼개면 물질의 최소 단위가 원자가 된다는 이론을 확립한다. 1899년 기본 단위로 생각했던 원자를 ‘리퍼드’ 실험에 의해 원자는 원자핵을 중심으로 양성자와, 중성자의 싸이클로 둘러 싸여 있다는 사실이 밝혀진다. 학자들은 더 이상 쪼갤 수 없다는 원자핵을 나누는데 성공한다. 여기서 원자핵 속의 쿼크라는 최소 단위 물질 12개와 이들 물질의 작용에 관여하는 매개물질 4개가 밝혀진다. 그러나 이들 물질 만으로는 쿼크가 질량을 가지는 물질로서 역할을 할 수가 없었다. 다른 무엇인가가 4개의 힘 매개 물질사이에서 작용하고 사라지는 힉스라는 물질에 대한 가설을 세운다. 물질은 힉스의 도움 없이는 어떤 원자 간에 상호 연결된 상태로 존재 할 수 없다. 이는 우주 공간에서 쿼크 입자는 그 속도가 빛의 속도 움직여 형체라는 개념이 없다. 따라서 이 힉스 입자의 규명은 만물의 근원과 우주 탄생을 설명하는 중요한 요소이다.
힉스의 발견과 물질의 구성 원리
이 가상 입자 힉스를 예언한 것이 바로 힉스 교수다. 그는 1929년 영국 에딘버러에서 태어나 이론 물리학을 전공하고 대학에서 강사를 지낸다. 청년시절 노벨 물리학상을 수상한 영국과 일본 물리학자의 논문에 헛점을 발견하고 이의를 제기하지만 힘이 없어 묵살 당한다. 1964년 세계를 놀라게 한 대 발견인 힉스 입자를 증명하는 논문을 기고하지만 역시 묻힌다. 아무도 주목하지 않던 이 미립자의 세계를 학자들은 끈질기게 연구한 결과 17개의 표준 모형이 완성되었고, 16개의 쿼크입자를 찾았다. 하지만 마지막 힉스의 증명 없이는 물질의 탄생을 설명 할 방법 없었다.
이 마지막 입자를 찾기 위한 노력은 유럽원자핵연구소에서 1980년대에 구상되어 약 100억 달러의 예산을 투입하여 1994년 그 공사에 착수 한다. 무려 14년에 걸친 대규모 공사다. 지하 100M, 둘레 27KM의 세계 최대의 강입자 가속기를 2008년 완성하고 6,500여명의 물리학자들이 상주하며 연구에 매진한 결과 드디어 2012년 7월 힉스입자를 99,999% 찾았다고 발표한다. 지금까지의 가설과 논문을 정리한 다음 2013년 10월 4일 완전하게 증명 된 논문을 발표한다.
강입자 가속기의 원리는 광속에 가까운 속도로(초속 약 30만Km)반대방향으로 도는 양성자들을 충돌시켜 그 충격으로 이 전에 없던 입자들이 대량으로 발생하면 그것을 기록해서 힉스를 찾는 것이다. 원자 속의 원자핵, 원자핵 속의 양성자 중성자, 그 속의 쿼크, 쿼크에서 나눠진 17개 소립자 중 하나인 그 작은 물질을 찾기 위해 천문학적 돈을 투입하여, 우리나라 물리학자 60여명을 포함한 9,000여명의 물리학자가 많은 시간과 노력을 바쳤다.
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171-6-1.jpg 원자의 구조 (154.6K) 0회 다운로드 DATE : 2018-05-25 12:16:02
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171-6-2.jpg 힉스입자의 역할 (126.4K) 0회 다운로드 DATE : 2018-05-25 12:16:02