새로운 기본입자 존재 가능성을 밝히다
현재까지 확인된 기본입자 외에 추가 입자 혹은 힘의 존재 가능성이 커졌다. 미 페르미 연구소는 국제 공동 연구 ‘뮤온 g-2’실험의 첫 결과를 4월 8일(한국 시각) 발표했다. 연구진은 뮤온이 현대물리학의 예측과 다르게 행동함을 신뢰도 4.2 시그마로 입증했다. * 뮤온 : 전자의 무거운 형제 격으로, 고에너지 입자들이 충돌할 때 발생한다. 약 2 마이크로 초의 수명을 가진다. * 시그마 : 일반적으로 어떤 실험의 신뢰도가 3 시그마(99.7%)면 ‘힌트’의 범주에 들어가고, 5 시그마(99.99994%) 이상이면 ‘발견’으로 인정된다. 기초과학연구원 (IBS) 액시온 및 극한상호작용 연구단 야니스 세메르치디스 단장과 연구진 등 8명은 페르미 연구소를 비롯한 공동 연구진과 함께 뮤온 흔들림을 측정해 발표했다. 이는 수십 년 간 미제로 남아있던 이론과 실험의 불일치를 확인한 것으로, 새로운 물리학을 개척할 단서가 될 것으로 기대된다. 현대물리학의 정수인 표준모형은 아원자 세계를 가장 잘 설명하는 이론이다. 우주를 이루는 쿼크, 전자, 뮤온, 중성미자 등의 기본입자와 중력을 제외한 세 가지 힘, 그리고 이들 사이의 상호작용을 서술하고 있다. * 아원자 : 중성자, 양성자, 전자처럼 원자보다 작은 입자를 가리킨다. * 자연계에는 중력, 전자기력, 강력, 약력 총 4가지 힘이 존재하는 것으로 알려져 있다. 뮤온은 이러한 아원자 세계를 비추는 거울처럼 작용한다. 강력한 자기장 하에서는 뮤온의 자석 축이 팽이처럼 흔들리고, 이 흔들림은 g 값으로 표현된다. 뮤온은 진공에서 나타났다 사라지는 무수한 가상입자들과 상호작용하므로, g 값도 그 영향을 받는다. 과학자들은 표준모형을 이용해 이 g 값을 매우 정확하게 계산할 수 있다. 만약 진공에 우리가 모르는 입자나 힘이 있다면, g 값은 예측과 달라진다. * 진공은 아무것도 없는 공간이 아닌, 나타났다 사라지는 무수한 가상 입자들로 채워져 있다. 이를 양자 진공 혹은 양자 거품이라고 한다. 이번 결과는 뮤온 g-2 실험을 첫