힉스입자

Higgs boson

힉스입자는 다른 기본 입자에 질량을 부여하는 메커니즘을 설명하는 입자물리학 표준모형(Standard Model)의 핵심 입자다. 표준모형은 물질을 이루는 구성입자와 힘을 매개하는 입자들로 우주를 설명하는 이론으로, 이들 입자가 어떻게 질량을 얻는지가 오랜 난제였다.

우주 전체에 퍼져 있는 힉스장(Higgs field)과 상호작용하면서 입자가 질량을 얻는다는 것이 이른바 힉스 메커니즘이며, 힉스입자는 이 힉스장에 대응하는 입자다. '신의 입자(God particle)'라는 별칭으로도 불린다.

힉스입자는 자연 상태에서 직접 관찰되지 않는다. 이에 유럽입자물리연구소(CERN)는 스위스와 프랑스 국경 지대에 둘레 27㎞의 대형강입자충돌기(LHC)를 구축하고, 양성자를 충돌시키는 실험을 거듭한 끝에 2012년 ATLAS·CMS 실험을 통해 질량 약 125GeV의 힉스입자를 발견했다.

힉스입자의 존재는 1964년 벨기에의 프랑수아 앙글레르(1932~2026)와 로베르 브라우트(1928~2011), 영국의 피터 힉스(1929~2024) 등이 독립적으로 예측했다. 이 공로로 앙글레르와 힉스는 2013년 노벨물리학상을 공동 수상했다. 다만 함께 이론을 정립한 동료 연구자들과 실험으로 입자를 발견한 CERN 연구진이 수상에서 제외돼 논란이 일기도 했다. 노벨상은 분야별 최대 3인까지만 공동 수상할 수 있고 사후 수상은 원칙적으로 불가능하다.