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포스텍 ‘신의 입자’ 힉스 붕괴과정 최초 관측김범준 교수팀-독일 막스플랑크硏 공동연구… 우주기원 밝힐 지 주목
이상호기자  |  lsh@hidomin.com
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승인 2017.05.19  
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[경북도민일보 = 이상호기자]  포스텍이 우주의 기원을 설명해줄 수 있는 존재인 힉스입자를 관측하는데 성공했다고 18일 밝혔다.
 포스텍에 따르면 김범준<사진> 물리학과 교수팀이 이차원 양자자석에서 힉스입자를 관측하고 그 붕괴과정을 밝혀내는데 최초로 성공했다.

 힉스입자는 신이 모든 생명체에게 생명을 부여하듯 소립자에 질량을 부여하기 때문에 ‘신의입자’라는 별명을 가지고 있다.
 소립자는 힉스입자의 붕괴를 통해 질량을 갖기 때문에 힉스입자를 증명하기 위해서는 붕괴과정 규명이 중요하다.
 점이나 면 같은 저차원계에서는 힉스입자가 빨리 붕괴되기 때문에 관측하기 어렵고 입자물리에서는 힉스입자가 직접 관측되는 것이 아니라 그 붕괴잔해를 통해서 확인할 수 있어 붕괴과정 연구는 곧 힉스입자 발견의 토대가 된다.
 하지만 지금까지 응집물리 분야에서 이를 직접 다룬 연구결과는 아직 없었다.
 이에 연구팀은 독일 막스플랑크연구소와 공동연구를 벌여 스핀파와 개형 분석실험을 통해 그래핀과 같이 단일층만으로도 물성이 완성되는 이차원 양자자석에서 스핀파의 가로방향진동을 관측하고 이 힉스입자가 한 쌍의 종파로 붕괴된다는 사실을 밝혀내는데 성공했다.
 스핀파는 강자성체 등 스핀이 질서있는 배열을 이루는 결정속의 바다상태에서 들뜬상태로 전이하면 스핀배열이 흐트러짐에 따라 발생하는 파동이다.
 개형은 결정체 안 공간이 결정면에 의해 완전히 둘러막히지 않은 형태의 결정형을 말한다.
 포스텍은 이번 연구로 우주기원의 수수께끼를 푸는데 한 걸음 다가갔으며 관련연구가 더욱 활발히 진행될 것으로 기대하고 있다.
 이번 연구는 최근 네이처가 발간하는 네이처 피직스를 통해 발표됐다.
 연구를 주도한 김범준 교수는 “힉스입자의 붕괴과정이 응집물리 분야에서 관측된 것은 이번이 처음”이라며 “특히 우주의 탄생을 밝힐수 있는 힉스입자 관측이 대형 인프라 없는 작은 실험실에서 구현됐다는 점에서 큰 의의가 있다”고 말했다.


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