일 연구팀 “표준이론 설명 안되는 현상 발견”

한국 미국 일본 독일 등이 참가한 국제연구팀이 소립자물리학의 정설로 돼 있는 표준이론으로는 설명할
수 없는, 미지의 소립자의 존재를 암시하는 새로운 현상을 관측했다고 일본 언론들이 13일 보도했다.
연구팀은 이를 12일 미국 시카고에서 열리고 있는 국제회의에 발표했다.

보도에 따르면, 연구팀은 일본 이바라기현 쓰쿠바에 있는 고에너지가속기연구기구 안에 설치된 둘레
3km의 대형 가속기(B팩토리)에서 만들어진 입자인 ‘B중간자’와 그 반입자인 ‘반B중간자’가 붕괴
해 가는 과정을 비교하면서 표준이론을 검증했다.

B중간자와 반B중간자를 1억5천만개 만들어 실험한 결과, 대부분의 붕괴 형태에서는 표준이론이 예측한
대로의 차가 나타났으나, 두 입자가 파괴돼 파이 중간자와 케이 중간자로 되는 패턴(68건)에서는 붕괴
형태의 차가 표준이론의 예측과 크게 다른 것을 발견했다.

연구팀은 이런 붕괴 패턴의 차이를 집중적으로 연구한 결과, 지금까지 알려지지 않은 소립자의 존재를
전제하지 않고는 설명이 불가능하다는 결론을 내렸다. 연구팀이 발견한 새로운 현상이 사실로 확인될
경우 30년 이상 유지돼온 표준이론의 수정을 피할 수 없을 것으로 보인다. 표준이론은 모든 물질은 기
본입자인 쿼크와, 전자 및 뉴트리노 등의 소립자로 이뤄져 있다는 이론이다.

물리학에서는 우주 생성 당시 물질을 구성하는 보통의 입자와 같은 수 만큼의 반입자가 생성됐으나 반입
자가 먼저 소멸되는 바람에 지금은 보통의 입자만 남아 있는 것으로 추정하고 있다.

소립자 연구는 물질의 근원을 규명하는 것은 물론 우주의 수수께끼를 푸는 열쇠가 될 것으로 기대되고
있으며, 미지의 소립자는 우주 탄생 직후의 상태와 현재의 우주 질량의 상당부분을 차지하는 암흑물질
의 수수께끼를 푸는 유력한 단서가 될 것으로 기대되고 있다.

<한겨레>