스위스 원자충돌시설에서 Higgs boson을 검출했다는 보고가 Nature지에 실렸다. Higgs boson은 모든 입자가 왜 질량을 갖는지 설명하는 입자로, 물질세계를 이해하는 데에 매우 중요한 열쇠이다.

물리학자 Peter Higgs 가 이미 30여년전에 그 존재를 예측했고, 그의 이름을 따 Higgs boson이라 불리는 이 입자는 다른 소립자들에게 질량을 제공하는 Higgs 장(field)를 제공한다. 현대 입자물리학의 입자 모델상에서 아직까지 발견되지 않은 최후의 입자로 여겨져왔다.

이번에 검출된 입자가 Higgs boson인지는 아직 확실치 않지만, 그것에 대응하는 무언가가 검출된 것만은 분명해보인다. 이 결과는 스위스 제네바에 위치한 대형 전자-양전자 충돌설비에서 얻은 신호로부터 나왔다. 그 신호가 잡음일 확률은 9%라고.

전자와 양전자가 서로 반대방향으로부터 가속되어 충돌하면, 높은 에너지를 방출하면서 소멸한다.(주: 입자와 반입자의 충돌) Higgs boson 은 대단히 불안정해서 생성되더라도 즉시 붕괴한다. 검출을 보고한 Renton 박사는 115 GeV인 Higgs boson의 질량에 해당하는 행동을 보인 입자를 관측함으로써 간접적 증거를 얻었다.

입자물리학자들은 물질을 구성하는 16가지 기본입자와 상호작용을 관측해왔는데, 이것들만 가지고는 질량을 만들어낼 수 없다. 이론에 의하면 모든 입자들은 Higgs field라는 장 속에서 상호작용함으로써 질량을 획득하는데, Higgs field는 Higgs boson에 의해 전파된다. 그래서 혹자는 Higgs boson 을 '창조주 입자'라 부르기도 한다.

현재 제네바의 전자-양전자 충돌기(LEP)는 하드론(강입자) 충돌기(LHC)로 개조되고 있는 중인데, 2007년부터 이 설비가 가동되기 시작하면 1~2년 이내에 Higgs boson을 직접 검출할 수 있을 것으로 기대되고 있다. LHC는 더 높은 에너지로 입자를 가속하여 높은 질량 범위까지 탐색할 수 있고 강한 입자빔을 얻을 수 있어 데이터를 더 짧은 시간 안에 얻을 수 있다.

[저널 Nature, vol.428, 141-144 (2004).]