 이미지 크게 보기 |
포스텍(총장 김도연) 물리학과 김범준 교수(사진)팀이 이차원 전자계에서 힉스 입자를 처음으로 관측하고 그 붕괴과정을 밝혀내는데 성공했다.
힉스 입자는 신이 모든 생명체에게 생명을 부여하듯 소립자에 질량을 부여해 ‘신의 입자’라는 별명을 가지고 있다. 소립자는 힉스 입자의 붕괴를 통해 질량을 갖는다. 힉스 입자를 증명하기 위해서는 붕괴 과정 규명이 중요한데 이를 활용해 우주 기원의 수수께끼도 풀 수 있을 것으로 기대된다.
점이나 면 같은 저차원계에서는 힉스 입자가 특히 빨리 붕괴되기 때문에 관측이 어렵다. 입자물리에서 힉스 입자는 직접 관측되는 것이 아니라 그 붕괴 잔해를 통해서 확인할 수 있어 붕괴 과정의 연구는 곧 힉스 입자 발견의 토대가 된다. 하지만 지금까지 응집물리 분야에서 이를 직접 다룬 연구결과는 없었다.
연구팀은 물질 내 스핀파*의 개형*분석 실험을 통해 그래핀(Graphene)과 같이 단일 층만으로도 물성이 완성되는 이차원 양자 자석에서 스핀파의 가로방향 진동을 관측하고 이 힉스 입자가 한 쌍의 종파(縱波)로 붕괴된다는 사실을 밝혀내는데 성공했다.
연구를 주도한 김범준 교수는 "힉스 입자의 붕괴과정이 응집물리 분야에서 관측된 것은 이번이 처음이다. 우주의 탄생을 밝히는 힉스 입자 관측이 대형 인프라 없이 작은 실험실에서 구현됐다는 점에서 높은 평가를 받고 있다"고 말했다.
한편, 이번 연구는 네이처가 발간하는 ‘네이처 피직스(Nature Physics)’지를 통해 발표됐으며, 독일 막스플랑크 연구소와 공동연구로 수행됐다.
최혜영 커뮤니케이터
 이미지 크게 보기 |