기본이론인 표준 모형이 깨질 수 있다 (새로운 물리법칙의 등장)

 

 

표준 모형은 자연계의 기본 입자와 중력을 제외한 그 상호작용(강한 상호작용, 약한 상호작용, 전자기 상호작용)을 다루는 게이지 이론입니다. 이론은 실험적으로 힉스 메커니즘을 제외하고 1980년대에 완성되었으며, 힉스 메커니즘은 2010년대 초에 실험적인 증거가 발견되었습니다.

그러나 최근 미국 시카고 인근의 한 실험실에서 새로운 힘의 징후를 발견했다는 보도가 있습니다. 이번 발견은 미국 일리노이주 바타비아에 있는 페르미 국립가속기연구소에서 실행된 연구로, 새로운 물리학적 힘의 징후를 찾기 위해 아원자 입자 뮤온의 흔들림을 연구했습니다. 연구진은 뮤온이 예상치보다 빠르게 흔들리는 것을 발견했는데, 이는 뮤온이 과학계에 알려지지 않은 새로운 힘의 영향을 받고 있다는 의미일 수 있습니다.

이번 실험의 결과는 아직 새로운 과학적 발견으로 인정받을 수준에는 도달하지 않았습니다. 현재 결과가 통계적 오차로부터 기인했을 가능성은 4만분의 1이며, 이는 통계 신뢰도 4.1 시그마에 해당하는 수치입니다. 물리학에서 새로운 발견이 되려면 통계적 우연의 가능성이 350만분의 1, 즉 5 시그마가 돼야 합니다.

따라서 현재까지는 표준 모형이 깨질 수 있다는 확실한 증거는 없습니다. 하지만 이번 발견은 지금껏 우리가 보지 못했던 새로운 힘의 가능성을 제시하는 아주 흥미로운 발견입니다.

 

 

(이번 발견이 과학계에 미치는 영향)

이번 발견은 미국 시카고 인근의 한 실험실에서 나왔습니다. 이번 발견이 만약 사실로 밝혀진다면, 이는 물리학의 '표준 모형’을 뒤집을 잠재력이 있습니다. 영국 과학기술시설위원회 (STFC)는 이번 발견이 "발견되지 않은 아원자 입자 (sub-atomic particle) 혹은 새로운 힘의 존재에 대한 강력한 증거를 제공한다"고 밝혔습니다.

하지만 이번 실험의 결과는 아직 새로운 과학적 발견으로 인정받을 수준에는 도달하지 않았습니다. 현재 결과가 통계적 오차로부터 기인했을 가능성은 4만분의 1이며, 이는 통계 신뢰도 .1 시그마에 해당하는 수치입니다. 물리학에서 새로운 발견이 되려면 통계적 우연의 가능성이 350만분의 1, 즉 5 시그마가 돼야 합니다.

따라서 현재까지는 이번 발견이 과학계에 미치는 영향은 확실하지 않습니다. 하지만 이번 발견은 지금껏 우리가 보지 못했던 새로운 힘의 가능성을 제시하는 아주 흥미로운 발견입니다.

 

(새로운 힘은 어떤 종류인가)

이 새로운 힘이 어떤 종류인지는 아직 밝혀지지 않았지만, 물리학자들은 이것이 아직 발견되지 않은 아원자와 연관있을 수 있다고 믿고 있습니다.

 

(새로운 힘이 아원자와 연관되어 있다면, 이게 어떤 것을 의미하나)

새로운 힘이 아원자와 연관되어 있다면, 이는 우주의 모든 물체와 입자가 상호 작용하는 방식을 제어하는 기존의 4가지 기본 힘(중력, 전자기력, 강력, 약력) 외에 다섯 번째 힘의 징후일 수 있습니다. 이 가상 입자가 무엇인지에 대해서는 하나 이상의 가능성이 제시되고 있습니다. 하나는 렙토쿼크일 가능성, 다른 하나는 Z’ 보손일 가능성이 있습니다. 이 새로운 힘은 최근 수십 년 동안 과학자들을 의문투성이로 만든 우주에 대한 몇 가지 큰 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 수 있습니다.