美 페르미연구소 물질-반물질 비대칭의 중요한 증거 발견

미국 페르미 국립 가속기 연구소(Fermi National Accelerator Laboratory)의 D0 실험 그룹의 과학자들이 물질-반물질의 대칭성을 깨트린 증거를 찾았다고 최근 발표했다.

이것은 입자물리학의 표준모형이 예견하는 것보다 훨씬 큰 값으로 바텀쿼크로 이루어진 입자들을 분석하는 과정에서 발견됐다.

D0 실험 그룹은 전 세계의 18개 국가의 500 여명의 물리학자들이 국제공동연구를 하고 있는데, 우리나라에서는 2000년부터 고려대의 한국검출기 연구소(소장 박성근)가 함께 연구하고 있다. 현재 고려대 박성근 교수(물리학과), 최수용 교수(물리학과), 고려대 대학원 물리학과 임정구(박사과정생)씨, 조성웅(석사과정생)씨가 함께 연구를 진행하고 있다. 고려대 교수진과 대학원생들은 D0 실험그룹에서 미온입자식별에 적극적으로 참여하며 큰 기여를 하고 있다.

이번의 결과는 페르미 가속기 연구소의 테바트론 입자 가속기에서의 고에너지 충돌에서 생겨나는 B 메존이 뮤온 쌍과 반뮤온 쌍으로 붕괴하는데, 이 차이가 1%가 된다는 것이다. 이것은 표준모형에서 예견하는 값보다 50배가 넘는 값으로 이 결과는 기존의 예상을 훨씬 뛰어 넘는 결과이다.

고려대 한국검출기 연구소 관계자는 "우리가 이 결과에 주목하고 있는 이유는 태초의 우주의 물질-반물질의 대칭이 어떻게 깨지게 되어서 반물질이 모두 사라지고 현재 상태의 물질들만 존재하는 것인가를 밝히는데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대되기 때문이다"고 말했다.