수학이 빛나는 순간 : 힉스 보존 찾아내기 Higgs

대규모 실험으로 아원자 입자인 힉스 보존을 발견한 것은 입자물리학과 수학 모두의 승리입니다.

이 입자의 존재는 수학,

그중에서도 다변수 미적분학, 벡터해석학, 선형대수학을 이용하여 예측한 것입니다.

또한, 군으로 알려진 어떤 대수 구조의 네 개의 차원은 힘의 네 기본 매개자에 해당하며,

그중 셋은 핵력을 매개하고 힉스장과 상호작용하여 입자에 질량을 부여합니다.

힉스 보존은 손으로 가리키거나 볼 수 있는 종류의 대상이 아니어서,

확률론과 통계학으로 독립적인 실험 들에서 가장 관련된 데이터를 선택하고,

그 실험들이 실제로 오랫동안 찾아왔던 입자의 존재를 나타낸다는 것을 검증해 주었습니다.

이 발견이 몇 가지 질문에 대한 답을 주었지만, 전부는 아닙니다.

연구자들은 이제 얼마나 많은 종류의 힉스 보존이 있는지,

어떻게 다른 입자와 상호작용하는지,

초대칭이론과 같은 다른 이론에 어떤 의미가 있는지 알아내야 합니다.

이에는 더 웅대한 실험과 더 큰 슈퍼 충돌기가 필요합니다.

슈퍼 충돌기가 아무리 거대하고 엄청난 에너지를 생성한다해도,

그런 힘도 기본 방정식들과 이의 논리적 함의로부터 얻은 통찰력의 힘에는 미치지 못할 것입니다.

 

더 알아보기: What’s Happening in the Mathematical Sciences, Vol. 9, Dana Mackenzie, 2013.

 

출처 :

대한수학회 http://www.kms.or.kr

미국수학회 https://www.ams.org