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이것이 힉스다 - 21세기 최대의 과학 혁명
리사 랜들 지음, 이강영 외 옮김 / 사이언스북스 / 2013년 3월
평점 :
절판
작년말에 유럽의 거대한 가속기, 강입자 충돌기에서 얻은 연구결과가 일반뉴스에도 떠들썩하게 소개되었다. 그런 시끄러움에 비해 실제로 실험으로 얻어진 힉스 보손이라 추정되는 입자에 대한 이해는 부족하다.
이런 발견 후에 여성 이론 물리학자인 리사 핸들이 긴급히 써서 전자책으로 출간한 이 책은 일반인의 이해도를 높이기 위한 목적을 가지고 있다. 물론 완전히 배경지식이 없는 사람은 읽어도 여전히 모를 것이나, 물리학 배경을 가졌거나 과학, 공학 기초지식이 어느 정도 있는 사람에겐 유용해 보인다. 이론적 내용을 말로 풀어 설명하고, 전문결과 보다 각 현상과 단어의 의미를 되집어주고 있어 좋았다.
다만 총 세 개의 장 중에서 LHC의 실험결과 발표 후에 새로 쓴 것은 첫째장 뿐이며, 뒤의 두 장은 저자의 각기 다른 옛 서적에서 한 장씩 발췌하였다. 그래서 전자책으로만 출간한 것을 종이책으로 국내출간한 것에 부정적 반감도 생겼다. 하지만 읽어보니 뒤의 챕터가 꽤 충실하고 좋았다. 특히 아직 국내출간 안된 책에서 가져온 마지막 장은 이해도를 매우 높여주었다.
결국 이 연구의 근본관점은 '기본 입자가 어떻게 질량을 얻는가'라는 질문에 답하기 위해서이다. 위의 질문을 힉스메커니즘으로 설명하며, 이때 힉스장의 존재가 필요하며 이 장이 기본 입자에 질량을 부여한다. 이런 장에 에너지를 주면 파동과 입자가 생성된다. 이때 생기는 입자가 바로 힉스 보손이다.
이렇게 '신의 입자'라고 언론에 의해 포장된 힉스보손은 기본입자들이 질량을 가지게 설명하는 물리학자 '힉스'의 이론을 증명하게 된다.
또한 이러한 약력전하에 대한 부분 외에도 전기전하에 대한 추가적 이해도도 높였다고 한다. 전자기장에 의해 발생되는 광자의 무게가 없는 이유는 광자가 힉스장과 상호작용하지 않기 때문이라고 한다. 광자가 질량을 가지는 초전도체의 예는 매우 좋았다. 초전도체에 퍼진 전자쌍에 걸려 생기는 광자의 질량으로 인해 전자기장이 차폐거리 이상으로는 투과하지 못한다고 설명한다.
위에서 책 전체 구성과 이론적 보충을 해준 뒷부분 챞터를 위주로 살펴보았다. 하지만 작년말 실험결과 발표후 그 의미를 설명한 첫째 챕터가 아무래도 가장 중요한 내용이겠다. 도중에 어려운 이론 설명이 조금 나오나 이를 건너 뛰면서 당시 발견을 둘러싼 상황을 살펴보는 것은 재미있었다.
특히 위의 그림과 같이 발표자료의 가장 핵심인 페이지를 보는 것만으로 이공계 독자에겐 독서가치가 충분하다고 생각된다.
두 가지 계측기와 이를 운용하는 CMS, ATLAS 그룹 각각의 발표자료는 공통으로 125GeV의 피크와 5시그마의 통계적 확실성을 제시하고 있다. CERN의 이러한 발표를 직접 본 듯 읽을 수 있어서 재미있었다. 물론 모두가 그렇게 재미를 느끼지는 않겠지만, 개인적 느낌은 그랬고 또한 많은 독자들도 나와 비슷한 생각을 가지지 않을까?