올해 극적 존재 확인…'힉스 입자' 명명은 故이휘소 박사
발표 1시간 늦어져…'이론적 엄밀성 시기상조' 지적도

우주 탄생의 열쇠인 '힉스 입자'의 존재를 49년 전 예견한 팔순의 물리학자 2명이 극적으로 노벨 물리학상의 영예를 안았다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 8일(현지시간) 힉스 입자의 존재를 1964년 각각 예견한 공로를 인정, 벨기에의 프랑수아 앙글레르(80) 브뤼셀 자유대 명예교수와 영국의 피터 힉스(84) 에든버러대 명예교수를 노벨 물리학상 수상자로 발표했다.

'신의 입자'로 잘 알려진 힉스 입자는 수십 년 동안 가설로 취급되다가 올해 초에야 공식적으로 존재가 확인돼 두 사람은 즉각 과학계의 스타로 부상했다.

공식 발표 전까지 1순위로 꼽힐 정도로 그들의 수상은 이미 예견됐다.

미국 뉴욕타임스(NYT)의 경우 수상자 발표 하루 전인 7일 기사에서 "스웨덴 왕립과학원이 미치지 않는 이상 최근 10년을 대표할 이 '락스타적 쾌거'(rockstar event)를 인정할 것으로 보는 이들이 많다"고 예상했다.

힉스 입자는 137억 년 전 우주가 태어난 순간인 '빅뱅(대폭발)' 때 모든 입자에 질량을 부여하고 사라진 존재로 '삼라만상의 근원'으로 흔히 불린다.

이 입자의 존재는 우주 탄생의 원리를 설명하기 위한 가장 유력한 가설인 표준모형(Standard Model)에서 출발한다.

이 표준 모형에 따르면 우주 만물은 12개의 소립자(6개씩의 쿼크·렙톤으로 구분)와 4개의 매개입자(전자기력, 약한 핵력, 강한 핵력, 만유인력)으로 구성된다.

이런 소립자와 힘의 결합이 세상의 모든 물질을 구성한다는 것이다.

가령 원자핵이나 원자핵 속의 양성자 등도 이런 기본 입자가 만들었다는 뜻이다.

힉스 입자는 자연현상에서 관찰할 수 없고 실험으로도 측정이 극도로 어려운 것이 특징이다.

이 때문에 노벨물리학상 수상자인 리언 레더먼은 저서에서 힉스 입자를 '빌어먹을(Goddamn) 입자'로 불렀다가 출판사의 권유로 '신의(God) 입자'로 정정했고, 이 말은 애칭으로 굳어졌다.

국제 연구진은 100억 달러(10조7천400억원)를 들여 스위스·프랑스 국경 지대에 길이 27㎞의 거대 강입자가속기(LHC)를 구축하고 입자를 인공적으로 충돌시키는 '초미니 빅뱅' 실험을 거듭, 올해 3월 힉스 입자의 존재를 입증했다.

힉스 입자의 존재를 확인했다는 것은 질량이 있는 모든 입자의 생성 원리를 규명했다는 의미로, 더 나아가 우주 탄생의 원리를 설명하는 가장 유력한 가설인 표준모형의 완성을 뜻한다.

1869년 멘델레예프가 원소의 주기율표를 완성했듯이 힉스입자로 물리학의 표준모형이 완성된 것이다.

학계는 힉스 입자의 입증이 과거 전자와 원자핵의 발견에 필적하는 성과라며 자연현상에 대한 인류의 이해를 한 단계 더 끌어올릴 것으로 기대하고 있다.

고등과학원의 고병원 물리학부 교수는 "힉스입자의 존재를 확인함으로써 인류는 태초 빅뱅이 일어나고 천억분의 1초 이후부터 우주 역사를 이해할 수 있게 됐다"고 연구 의의를 설명했다.

힉스 교수는 수상자로 확정된 뒤 "이번에 기초 과학을 인정했다는 점에서 비현실적인 연구의 가치에 대한 인식이 올라가기를 바란다"는 뜻을 밝혔다고 AP통신이 전했다.

힉스 입자 연구는 표준모델의 토대를 제공했으나 동시에 학문적 가치에 대한 논란도 많다.

힉스 입자가 성립시킨 표준 모델이 최근 연구에서 일부 반론이 제기되는 등 엄밀성이 부족해 노벨 물리학상 수상은 시기상조라는 지적도 있기 때문이다.

노벨위원회도 "힉스 입자의 발견이 훌륭한 성취이기는 하지만 표준 모델이 우주비밀에 관한 퍼즐을 푸는 마지막 조각은 아니다"고 설명했다.

이런 논란을 의식한 듯 이날 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 이례적으로 예정 시간을 1시간 이상 넘기고 나서야 수상자를 발표, '막바지 격론이 있었던 것 아니냐'는 추측도 나왔다.

위원회는 발표 지연에 대해 구체적인 이유를 밝히지 않았다.

힉스 입자 연구는 한국과도 인연이 깊다.

애초 학계에 힉스 입자라는 명칭을 제안한 사람은 유명 재미 물리학자인 고(故) 이휘소 박사였다.

힉스 입자 발견과 관련된 여러 논문에는 박인규 서울시립대 교수와 최수용 고려대 교수 등 한국인 학자 20여명이 저자로 이름을 올렸다.

(서울연합뉴스) 김태균 권혜진 기자 tae@yna.co.krlucid@yna.co.kr