CERN(유럽 입자 물리 연구소)의 대형 가속기 "대형 강 입자 충돌기(LHC)"를 사용한 실험에서, 가장 무거운 두 입자 인 톱 쿼크와 힉스 입자가 하나의 양성자 충돌로부터 동시에 탄생 한 것을 나타내는 발견이 있었다.
이것은 세계 최초로 관측 된 것으로, 이 우주에 "질량"이라는 것이 존재하는 기원을 이해하는데 중요한 발견이다.
힉스 입자는 "신의 입자"로 불리는 입자로, 물질에 질량을 가져오는 것으로 중력을 만들어, 이 우주가 존재할 수있는 궁극적 인 근원이 되어 있다고도 생각할 수 있다. 그 개념은 1964년 피터 힉스 교수가 예언한 것으로 되어있지만, 실제로 2012년에 힉스 입자로 보이는 새로운 입자가 발견되었고, 힉스 씨는 2013년 노벨 물리학상을 수상했었다.
그러나, 힉스 입자는 눈에 보이지 않고, 센서로 밖에 감지할 수 없다. 비상식적으로 개념을 이해하기 어려운 것이지만, "눈(雪)"을 사용하여 표현하면, 그 구조나 중요성이 조금 이해 할 수 있다.
현지 시간 2018년 6월 4일, LHC에 설치된 입자 검출기 "CMS(소형 뮤 온 솔레노이드)"와 "ATLAS(토로이드 형 LHC 관측 장치)"에서 사용한 실험중에, 힉스 입자와 톱 쿼크가 직접 상호 작용하는 것을 세계 최초로 확인했다고 발표했다.
이 결과에 대해, 미국 에너지 부에 속하는 Fermi 국립 가속기 연구소의 연구원 인 Boaz Klima 씨는, "이 관측은 물리학의 표준 모형으로 두개의 가장 무거운 입자를 직접 연결하는 것입니다"라고 물리학을 한단계 더 진행시키는 큰 발견이라고 말한다.
물질에 질량을 가하는 힉스 입자와 힉스 장은 오랫동안 그 실태가 밝혀지지 않았지만, LHC에서 2012년 힉스 입자가 확인 된 것으로 그 모습이 공개되고 있으며, 다음 단계는 "예측을 검토하고, 이론에 부합하는지"를 확인하는 단계에 있다. 여기에서 가장 큰 문제는 "힉스 입자가 쿼크와 상호 작용을 할 수 있는지, 가능하다면 그 관계는 어떻게 볼 수 있는지"라는 것에 있었다.
힉스 입자가 입자 중 최대 인 톱 쿼크와 가장 강하게 상호 반응하는 것이라고는 과학자들 사이에서 인식되어 왔지만, 지금까지의 결과는 모든 상호 작용을 뒷받침하기위한 "컷 오프 수치"을 밑도는 것일뿐이었다는 것.
이번 CMS의 연구팀이 발표 한 논문과 ATLAS의 연구팀의 논문은 힉스 입자가 예상대로 톱 쿼크와 상호 작용을 하고있었던 것이 분명하고, 나아가 야 할 방향을 나타내고 있다.