포스텍 김범준 교수, '신의 입자' 힉스 붕괴과정 밝혀

(포항=뉴스1) 최창호 기자 = 포스텍은 18일 물리학과 김범준 교수와 독일 막스플랑크연구소가 이차원 양자 자석에서 힉스 입자를 관측하고, 붕괴 과정을 알아내는데 성공했다고 밝혔다.

힉스 입자를 이차원 전자계에서 관측하고 붕괴 과정을 확인한 것은 세계에서 처음이다.

2013년 3월14일 유럽 입자 물리연구소에서 과학자들이 인공태양(SUN)에서 힉스 입자를 발견한 후 '신의 입자'로 불리고 있으며, 점이나 면 같은 저차원계에서는 빨리 붕괴되기 때문에 관측이 어려운 것으로 알려져 있다.

김 교수는 "입자물리에서도 직접 관측되는 것이 아니라 붕괴된 잔해를 통해 확인할 수 있는 것으로 알려져 지금까지 응집물리 분야에서도 이를 직접 다룬 연구 결과가 전무하다"며 "힉스 입자를 확인하기 위해 물질 내 스핀파의 개형분석 실험을 통해 그래핀과 같이 단일층 만으로도 물성이 완성되는 이차원 양자 자석에서 스핀파의 방향 진동을 관측하고 힉스 입자가 한쌍의 종파로 붕괴된다는 사실을 밝혀냈다"고 말했다.

이어 "힉스 입자의 붕괴 과정이 응집물리 분야에서 관측된 것은 처음이다. 특히 우주의 탄생을 밝히는 힉스 입자 관측이 가속기나 인공태양 등 대형 인프라 없이 작은 실험실에서 확인한데 의미가 크다"고 덧붙였다.

김 교수가 힉스를 관측하기 위해 사용한 스핀파(Spin Wave)는 강자성체 등의 스핀이 질서 있는 배열을 이루는 결정 속에서 바닥상태에서 들뜬 상태로 전이하면서 스핀 배열이 흐르러짐에 따라 발생하는 파동을 말한다.

또 개형(Abstract Shape)은 결정체 안의 공간이 결정면에 의해 완전히 둘러막히지 않은 형태의 결정형을 의미한다.

한편 힉스 입자는 신이 모든 생명체에 생명을 부여하듯 소립자에 질량을 부여해 '신의 입자'로 불린다.

붕괴를 통해 질량을 갖는 것으로 알려진 힉스 입자의 붕괴 과정을 정확하게 밝혀내면 우주 기원의 수수께끼를 풀 수 있을 것으로 과학자들은 기대하고 있다.

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