다음의 글은 2012년 8월말에 쓴 것입니다. 이미 노벨상까지 가 버리긴 했지만, 여러 모로 되새겨볼만한 면이 있는 주제라서 굳이 다시 편집하지 않고 그대로 옮겨옵니다.

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힉스 입자의 발견이 사실상 확정되었습니다. 두 달 여 동안의 면밀한 검토 끝에 새로 발견된 이 입자가 힉스 입자가 아닐 확률은 3억분의 1보다 작다는 결론이 나왔습니다.

1964년 무렵에 처음 이론적으로 나왔던 힉스 입자가 드디어 실험장치 속에서 모습을 드러낸 것이죠.

지난 2012년 7월 4일에 스위스 제네바에 있는 CERN에 열린 발표의 현장을 수업시간에 조금 보여 주었는데, 더 상세한 것은 아래의 링크를 따라 들어가서 차분히 보시길 바랍니다.

CERN Higgs Boson Discovery Seminar/Lecture

http://www.youtube.com/watch?v=9iOgAlZOf7k

 

아래는 힉스 입자의 실험적 검출과 관련하여 잘 요약된 자료입니다.

 

http://www.atlas.ch/blog/

 

사실 이 특이한 입자는 대칭성 절로 깨짐이라는 특이한 메커니즘과 관련되어 있고, 여기에 기여한 물리학자들은 Peter Higgs, Yoichiro Nambu, Jeffrey Goldstone, François Englert, Robert Brout, Sheldon Glashow, Steven Weinberg, Abdus Salam, Martinus Veltman, Gerard ’t Hooft, ..... 등 아주 많습니다. 이 중 누구에게 노벨상을 주게 될지 벌써부터 술렁술렁 합니다.

 

아래는 힉스 입자가 무엇인가에 대해 존 엘리스라는 탁월한 이론물리학자가 설명하는 영상입니다.

What is the Higgs Boson? Has it been discovered yet?

 

전세계의 모든 사람이 환호했던 것은 아니지만, 꽤 많은 사람들에게 반가운 소식이 2012년 7월 4일에 있었습니다.

힉스 입자라는 것이 발견되었다는 것인데요, 여러 가지가 있지만 한번 꼭 들어볼만한 강연이 CERN이란 기관에서 있었던 발표입니다.

http://www.youtube.com/watch?v=9iOgAlZOf7k

이 유튜브 링크에 들어가면 2시간 정도 진행된 강연을 구경할 수 있습니다.

관련된 영상으로 아래의 링크도 확인해 보세요.

http://www.youtube.com/watch?v=aL7G2DDehA4

http://www.youtube.com/watch?v=yKz07k04D70

http://www.youtube.com/watch?v=KPoxewA-URo
(Brian Cox explains Higgs Boson God particle, sub-atomic physics/quantum mechanics.)

힉스 입자의 발견이 담긴 논문 두 편을 올려 둡니다.

현대 과학의 성격을 잘 보여준다고 생각되어서 이와 관련된 전문적인 학술지 링크도 소개합니다.
논문이 공식 발표된 Physics Letters B 온라인 사이트에서도 직접 보거나 다운로드받을 수 있습니다.

http://www.sciencedirect.com/science/journal/03702693/716/1

Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037026931200857X

Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269312008581

ATLAS보다는 CMS의 링크를 한번 보는 게 더 재미있을 겁니다. 가령 한국인 과학자가 얼마나 끼어 있는지 세 보면 어떨까요?

 

이 논문들은 지난 7월달에 이미 다른 경로로 발표되었던 것인데 두달 여가 지난 지금 다른 사람들의 면밀한 검토 결과 오류가 없다고 확인이 된 것이라 할 수 있습니다.

http://arxiv.org/abs/1207.7214

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최근에 힉스 입자가 발견되었다는 것 때문에 온통 난리인데, 사실 소위 "대칭성 깨짐"이라는 메커니즘을 통해 질량을 얻는다는 생각은 힉스 혼자만의 것이 아니었습니다.

http://www.scholarpedia.org/article/Englert-Brout-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble_mechanism_%28history%29

그래서 사실 힉스 메커니즘이라는 용어보다는 Englert-Brout-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble (EBHGHK) 메커니즘이라는 용어가 더 적합합니다.

 

여기에 관계된 사람들에 대해서는 위키피디어의 항목을 살펴보는 게 유용합니다.

http://en.wikipedia.org/wiki/Fran%C3%A7ois_Englert

http://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Brout

http://en.wikipedia.org/wiki/G._S._Guralnik

http://en.wikipedia.org/wiki/C._R._Hagen

http://en.wikipedia.org/wiki/Tom_W._B._Kibble

 

여하튼 2010년에 미국물리학회가 입자물리학이론에 수여하는 J. J. Sakurai Prize의 수상자와 수상 이유는 아래와 같습니다.

Gerald Guralnik, C. R. Hagen, Tom Kibble, Robert Brout, Francois Englert, and Peter Higgs:

"For elucidation of the properties of spontaneous symmetry breaking in four-dimensional relativistic gauge theory and of the mechanism for the consistent generation of vector boson masses."

 

올해 말이든 내년 말이든 힉스 입자의 발견에 대한 노벨상이 나올법한데, 이것도 참 어려운 문제입니다.

http://en.wikinews.org/wiki/Prospective_Nobel_Prize_for_Higgs_boson_work_disputed

노벨상은 최대 3명에게 줄 수 있으므로 가장 공적이 높은 순서를 찾아내야 합니다.  살아 있는 사람에게만 수여할 수 있으므로 작년에 작고한 브라우트(Brout)는 고려대상이 아닙니다.

더 복잡한 것은 이론만이 아니라 실험을 통해 이를 증명한 공로도 중요하다는 겁니다. 실험에 참여하고 이를 발표한 논문에 공동저자로서 이름을 올린 사람이 6천명쯤 된다는 것이 심각한 일이죠.

하여튼 흥미로운 문제입니다.

http://www.scholarpedia.org/article/Englert-Brout-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble_mechanism 에 이 기본입자가 힉스 마당을 통해 질량을 얻는 메커니즘이 친절하게 설명되어 있습니다. 이 이름의 순서는 발표시점의 순서이기도 합니다. 

 

• Englert, F and Brout, R (1964). Broken symmetry and the mass of gauge vector mesons. Phys. Rev. Lett. 13: 321-3. [ http://link.aps.org/abstract/PRL/v13/p321]
  Received 26 June 1964; published in the issue dated 31 August 1964
• Higgs, P W (1964). Broken symmetries and the masses of gauge bosons. Phys. Rev. Lett. 13: 508-9. [ http://link.aps.org/abstract/PRL/v13/p508]
  Received 31 August 1964; published in the issue dated 19 October 1964
• Guralnik, G S; Hagen, C R and Kibble, T W B (1964). Global conservation laws and massless particles. Phys. Rev. Lett. 13: 585-7. [ http://link.aps.org/abstract/PRL/v13/p585]
  Received 12 October 1964; published in the issue dated 16 November 1964

 

위의 링크에는 다음과 같은 언급이 있습니다.

 

"The title of this article has been chosen by the editor on the basis of the principle of maximal ---or so--- historical fairness and on the basis of a talk given by Steven Weinberg at BCS@50, held on 10–13 October 2007 at the University of Illinois at Urbana–Champaign to celebrate the 50th anniversary of the BCS paper.(Cern Courrier Jan 21, 2008, "From BCS to LHC"). The order of the three groups of authors reflects the historical order in which Physics Review Letter received and published the corresponding articles in its volume 13 (1964)."

힉스 보존에 대한 짧은 동영상(MinutePhysics)의 유튜브 링크를 올려 둡니다.

The Higgs Boson, Part I

The Higgs Boson, Part II: What is Mass?

Higgs Boson Part III: How to Discover a Particle

Theory of Everything: What is Matter?

What Is Higgs?

http://www.nytimes.com/interactive/2013/10/08/science/the-higgs-boson.html?_r=1&#/?g=true

힉스 입자를 쉬운 그림으로 설명한 뉴욕타임즈 기사