3-3. 힉스 보손의 발견 이야기 (2012년, LHC 가속기)

지난 두 절에서 우리는 놀라운 이야기를 들었어. 우주 전체를 가득 채운 보이지 않는 "풀" — 힉스 장 — 이 있고, 이것이 입자에게 질량을 선물한다고. 수영장 비유, 유명인 파티 비유, 눈밭 비유로 그 과정을 상상해봤지.

하지만 잠깐. 여기서 과학자답게 한 가지 질문을 해야 해.

"그런데… 증거는?"

아무리 아이디어가 멋져도, 실험으로 확인하지 않으면 과학이 아니야. 그냥 상상일 뿐이지. "우주에 보이지 않는 장이 가득 차 있다"는 말은, 어떻게 보면 "유령이 존재한다"는 말만큼 황당하게 들릴 수도 있잖아?

피터 힉스가 이 아이디어를 발표한 것은 1964년이야. 그런데 이것을 확인할 방법이 하나 있었어. 힉스 장이 정말로 있다면, 이 장을 아주아주 강하게 "흔들면" 파동이 생기고, 그 파동이 입자로 나타날 거야. 마치 잔잔한 호수에 돌을 던지면 물결이 일어나듯이.

이 입자가 바로 힉스 보손(영문: Higgs boson)이야.

문제는, 이 입자를 만들어내려면 상상을 초월하는 엄청난 에너지가 필요하다는 거야. 1964년 당시에는 그 정도 에너지를 만들어낼 기술이 지구에 없었어. 그래서 물리학자들은 기다렸어. 기술이 발전하기를. 10년, 20년, 30년, 40년…

48년.

2012년이 되어서야 마침내 인류는 힉스 보손을 찾아낼 수 있는 기계를 완성했어. 그 기계의 이름은 LHC — 세계 역사상 가장 크고, 가장 비싸고, 가장 복잡한 과학 실험 장치야.