서울대 격자게이지이론 연구단, 초표준모형 단서 발견

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(서울=뉴스1) 양새롬 기자 =

이원종 서울대 물리천문학부 교수 (서울대학교 자연과학대학 홈페이지 갈무리) © News1

자연계를 구성하는 힘에는 중력과 전자기력, 강한 힘, 약한 힘 등 크게 네 가지가 있다.

그간 물리학자들은 물질을 이루는 최소 단위인 소립자가 이러한 힘들 사이에서 어떤 상호작용을 하는지 파악하고자 여러 차례의 실험 끝에 '표준모형'을 만들었다.

2013년 유럽핵입자물리연구소(CERN) 연구팀이 표준모형의 예상과 일치하는 힉스입자를 발견하면서 표준모형의 입지가 더욱 견고해지는 듯 했으나 이마저도 설명해내지 못하는 현상들이 발견되면서 새로운 이론의 필요성이 대두됐다.

표준모형을 대체할 새로운 이론의 모태가 되는 '초표준모형'의 단서가 국내연구진에 의해 발견됐다.

서울대학교 격자게이지이론 연구단(LGTRC)은 자체 개발한 데이비드 슈퍼컴퓨터를 통해 중성 케이온(Kaon) 입자의 대칭성을 깨는 불순물의 농도(Indirect CP Violation)를 위반하는 정도인 엡실론 케이를 계산했다고 29일 밝혔다.

연구단이 표준모형으로부터 격자게이지이론을 사용해 직접 계산한 이론치와 입자가속기 실험에서 정밀하게 측정한 실험치에 표준편차 3.4배의 차이가 있다는 것이다.

연구단은 "이것은 표준모형의 기본가설 중 하나 또는 다수가 붕괴되는 것을 의미한다"면서 "동시에 초표준모형의 존재에 대한 중요한 하나의 단서"라고 설명했다.

초표준모형은 낮은 에너지에서는 표준모형으로 귀결되고 높은 에너지에서는 우주의 생성을 설명하는 이론들을 통칭하는 용어다.

연구단은 지난해 여름 일본에서 열린 격자게이지이론 분야의 최고학회인 'Lattice 2015 학회'에서 미국 최대의 연구단인 RBC-UKQCD Collaboration이 기존에 자신들이 발표한 연구결과를 부인하고 서울대 연구단의 손을 들어줬다고도 전했다.

이번 연구 결과는 이날 '피지컬 리뷰 디(Physical Review D)'를 통해 공개된다.

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