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LHC 7번째 실험에 ‘조-메이슨 자기홀극’ 검증 포함
조용민 건국대 석학교수가 1997년 제시
‘힉스 입자(Higgs boson)’ 실험으로 주목을 받고 있는 유럽 입자물리연구소(CERN)에서 한국인 과학자의 이름을 딴 새로운 입자를 찾는 실험인 MoEDAL(Monopole and Exotics Detector At the LHC)에 착수했다.
이 입자는 ‘조-메이슨(Cho-Maison) 자기홀극’으로 이를 이론적으로 예측한 조용민(68ㆍ사진) 건국대 석학교수의 이름을 붙였다. 조 교수는 1982년부터 2009년까지 서울대에 재직하다가 울산과기대 석좌교수를 거쳐 올해 8월 건국대 석학교수로 임용된 물리학계의 석학이다.
앞서 지난 6월 스위스에서 열린 MoEDAL 실험그룹의 워크숍에서는 다양한 자기홀극 모델 중 LHC로 실험적 검증ㆍ확인이 가능한 대상 중 하나로 조-메이슨 자기홀극을 비중 있게 다뤘다.
MoEDAL의 주요 검증 대상인 자기홀극은 자석의 NㆍS극 중 어느 하나만 홀로 존재하는 것으로 이론적으로만 예측될 뿐 실험적으로 확인된 적이 없다. 그러나 1931년 영국의 이론물리학자 폴 디랙(1902∼1984)이 자기홀극의 이론적 가능성을 제시한 연구결과를 내놨으며 이후 이론적 모형과 실험적 확인이 시도됐다.
조-메이슨 자기홀극은 이론적 모형 중 하나다. 조 교수는 1997년 독일 막스 플랑크 연구소의 디터 메이슨 수석연구원과 공저한 논문에서 이를 발표했다. 조 교수는 “이 모델이 주목을 받는 것은 입자물리학의 표준모형에서 예측되는 유일한 자기홀극이라는 점”이라며 “표준모형이 옳다면 조-메이슨 자기홀극이 실제로 존재할 개연성에 상당한 무게가 실리게 된다”고 설명했다.
자기홀극의 존재를 확인하려는 시도는 시간과 노력이 드는 일이라 결과를 속단하기는 어렵지만 실험적으로 확인만 되면 물리학 역사에 길이 남을 업적이라는 게 학계의 관측이다. 조 교수는 “CERN이 이번 연구로 조-메이슨 자기홀극의 존재를 확인하면 지금까지 존재하지 않았던 새로운 입자를 찾은 공로로 노벨상 수상도 내다볼 수 있다. 자기홀극 발견은 새로운 형태의 우주 입자의 확인으로 블랙홀 발견에 비견될 만큼 중요한 의미”라고 평가하면서 “그러나 중요한 것은 한국 사람의 이름이 붙은 입자를 외국에서 찾는다는 의미가 아니다. 일본에서 노벨 물리학상 수상자를 내기 위해 일본 정부가 수천억원을 투자했는데 아직 우리는 그렇지 못한 게 현실”이라고 안타까워했다./
