대형강입자충돌기

Large Hadron Collider

대형강입자충돌기(LHC)는 입자를 거의 빛의 속도에 가깝게 가속시켜 서로 충돌시키는 세계 최대의 입자가속기이다. 유럽입자물리연구소(CERN)가 스위스 제네바와 프랑스 국경 지대 지하 약 100m, 최대 약 175m 깊이에 둘레 약 27km 규모로 건설했다. LHC는 2008년 9월 10일 첫 빔 순환에 성공했으나, 같은 달 발생한 사고로 가동이 지연됐다. 이후 2009년 말 재가동됐고, 2010년부터 본격적인 고에너지 충돌 실험을 시작했다.

LHC의 주요 연구 목표는 입자물리학 표준모형의 검증과 우주의 근본 구조 이해다. 힉스 보손의 존재 확인, 암흑물질 후보 탐색, 물질과 반물질의 비대칭성 규명 등이 핵심 연구 과제에 포함된다.

힉스 보손은 우주 전체에 퍼져 있는 힉스 장의 존재를 확인하는 데 필요한 입자로 이론적으로 예측됐다. 표준모형에 따르면 기본입자들은 힉스 장과 상호작용하면서 질량을 갖게 된다. 국제 연구진으로 구성된 ATLAS·CMS 실험팀은 LHC를 통해 초고에너지 충돌 실험을 진행한 끝에 2012년 7월 4일 힉스 보손과 일치하는 새 입자를 발견했다고 발표했으며, 2013년 추가 분석을 통해 이 입자가 힉스 보손임을 확인했다. 이는 표준모형을 완성하는 데 결정적인 발견으로 평가된다.