신의 입자 힉스

힉스, 신의 입자 속으로 - 무엇으로 세상은 이루어져 있는가
짐 배것 지음, 박병철 옮김 / 김영사 / 2016년 12월

2013년 노벨물리학상 수상자는 피터 힉스와 프랑수아 엥글레르였다.
수상자 선정이유는 이들이 '물질을 구성하는 기본 입자가 질량을 갖게 되는 메커니즘을 발견해 우주 생성의 비밀을 푸는 데 이바지한 공로를 인정한다'고 선정이유를 밝혔다.

2012년 7월 유럽원자력핵공동연구소의 강입자충돌기에 의해  힉스보존이 발견되었다.  이것은 48년 만에 가설 속 입자의 실체를 확인한 것으로 수조 원에 달하는연구비용이 들어간 결과였고, 많은 물리학자에게 잊을 수 없는 날로 기억되는 엄청난 사건이었다.
신의 입자라 불리며 우리의 존재와 밀접하게 관련있는 힉스보존은 무엇일까?
이 책은 놀랍게도  힉스보존의 발견이 이뤄지기 전 먼저 출간되었기에 저자와 옥스퍼드대학교 출판부의 선경지명이 경이로왔다.

힉스보존(Higgs Boson)은 기본 입자들과 상호작용을 통해  다른 입자에 질량을 부여하는 역할을 한다. 즉 질량의 기원적 역할을 하는 것으로 우주에 존재하는 모든 입자들이  질량을 획득하게 되는 과정을 설명해주고 있다.

" 우주만물은 쿼크와 렙톤으로 이루어져 있지만 힉스장과
글로온이 상호작용을 하지 않았다면
모든 물질들은 빛처럼
덧없는 존재로 남았을 것이고,

우주에는 아무것도 존재하지 않았을 것이다.(p255)"

그동안 물리학의 표준모형이론은 16개의  입자 존재는 확인했으나, 각 입자의 성질을 결정하는 질량이 생겨나는 원인에 대해서는 알아낼 수 없었고, 그 후 오랜 시간이 흘러 결국 힉스보존의 발견으로  17번째 기본 입자의 발견은 궁금증을 풀어주는 계기가 되었다. 표준모형은 '자연을 바라보는 척도를 변화시켜도 자연의 속성은 변하지 않는다'는 게이지대칭에 기초한 이론이다. 자연의 자발적 대칭붕괴로 게이지대칭이 붕괴되면 게이지입자들이 질량을 갖게 되는데, 그 입자들에 질량을 부여하는 것이 바로 힉스보존이다. 저자 짐 배것은 힉스입자가 발견될 것을 예견하였을까?
저자의 서문에 따르면 책을 집필하면서 물리학계의 동향을 살펴보며 확신이 들었다고 한다. 더욱 더 놀라운 것은 저자 짐 배것의 직업이다. 물리학자가 아닌 기업 컨설턴트가 썼다고는 믿기지 않을 정도로 박식하고 해박한 물리학적 이론을 바탕으로 힉스보존에  대해 설명하고 있기 때문이다. 
물리학을 전공하거나  관심있는 사람이라면 이 책을 그 누구보다 재미나게 읽을 것이다.
신의 입자라 불리우는 힉스보존의 발견으로 우주의 신비가풀릴까? 
앞으로 어떤 식으로 물리학의 진보가 이루어질지 기대가 된다.