【뉴요크 6일 AP합동】종래의 유한소립자론을 완전히 뒤집어 놓을 새로운 소립자가 최근 미국에서 발견되어 전세계 물리학계에 커다란 충격을 던져주고 있다. <관계기사 3면>
미국의 「페르미」국립가속장치실험연구소는 6일 실험도중 지금까지 발견된 것 중 가장 질량이 무거운 「업실론」(UPSILON)이란 새로운 소립자를 발견했다고 밝히고 이 소립자의 발견으로 물질의 어떤 궁극적이고 기본적인 구조도 구명할 수 없을지 모르는 가능성을 제기했다고 말했다.
과학자들은 「업실론」의 발견은 원자핵내부가 유한한 소립자로 구성된 것이 아니라 무한한 소립자로 구성되었다는 새로운 사실을 입증해주는 것인지도 모른다고 말했다.
지금까지의 이론물리학의 가설을 완전히 뒤바꿔 놓을 것으로 예상되는 이같은 획기적인 발견작업은 그동안 「페르미」연구소와 「컬럼비아」대학 및 「뉴요크」국립대학의 과학자들에 의해 수행되었으며 그 보고서는 「컬럼비아」대학의 「리언·A·레더먼」교수가 이끄는 일단의 과학자들에 의해 미 물리학회 연례회의에 제출되었다.
새 소립자 「업실론」은 양자 속을 가속화시켜 경금속인 「엘릴룸」에 충돌시킨 뒤 거기서 생겨 나온 입자조각에서 발견된 것인데 충돌결과 60억 전자「볼트」의 질량을 가진 전자·양 전자쌍으로 된 군집이 나왔다.
그것은 양자질량보다 6배나 더 무거우며 기타 다른 소립자의 질량보다 1·5배나 무겁다.
이 소립자의 수명은 아직 정확히 추청 되지 앉았으나 10억분의 1초 가량 된다. 「스탠퍼드」 대의 「민·펄」박사는 『원자구조 속에 매우 많은 소입립자군이 있다 하더라도 아마도 우리는 결코 전부를 발견할 수는 없을 것』이라고 말하면서 「스탠퍼드」 연구진은 2주 후에 「업실론」입자를 발견하기 위한 연구를 시작하겠다고 말했다.
「펄」박사는 소립자가 무한하다는 개념을 받아들이기 힘들다고 논평하고 『물리학에서는 항상 간단하고 우아한 것을 찾아 왔다』고 말했다.
<「소입자」란 물질구성의 기본적인 입자>
소립자(Elementary Particle=) =물질구성의 가장 기본적인 입자. 질량·전하·자기「모멘트」·「스핀」(Spin)등 소립자가 갖는 특성과 행동에 의해 여러 종류로 나눠진다.
<해설>물질구성 「4원설」입증된 셈-제4의 「쿼크」인 「참」과 동일한 존재일 가능성|이휘소 박사도 참여한듯
새로운 소립자 「업실론」의 발견은 그것이 사실이라면 지금까지의 물질구조론에 획기적인 변혁을 가져오지 않을 수 없는 현대물리학계의 쾌거로 평가된다.
지금까지 모든 물질은 원자로 되어 있으며 원자는 원자핵과 전자로 되어 있고 원자핵은 다시 양성자와 중성자로 구성되어 있다고 알려져 왔다. 즉 물질을 이루는 기본단위를 양성자·중성자·전자 등과 같은 소립자로 보고 있는 것이다.
그러나 50년대에 들어오면서 실험물리학의 발달로 핵반응, 인공입자가 속기 등을 이용한「시그마」「크사이」「오메가」입자 등 새로운 소립자들이 발견되기 시작했고 수는 2백여 종에 이르고 있다.
이 소입자군을 질량에 따라 광자(Photon) 경입자(Lepton) 강입자(Hadron)로 나누게 되며 강입자는 다시 중간자(Meson)와 중입자(Beson)로 갈라진다는 것이 밝혀졌다.
이들 중간자와 중입자는 각각 고유의 공갈입자를 갖게돼 소립자의 수가 자꾸늘게 되자 소립자 보다 더 기본적인 입자가 있을 것이라는 가정이 세워졌다.
그 후 64년 미「캘리포니아」공대의 「M· 겔먼」교수에 의해 「쿼크」(Quark)라는 새로운 강입자의 구조론이 등장하면서부터 중간자는 2개의 「쿼크」, 중입자는 3개의 「쿼크」의 복합자라는 설(3원설)이 등장했으며 이 이론에 따라 강입자에 관한 구조는 질서 정연하게 설명이 가능해졌다.
이 같은 공로로 「겔먼」교수가 69년에 「노벨」물리학상을 수상한 것은 물론이다.
그러나 「겔먼」의 이 학설도 74년11월 미「브루크케븐」국립연구소(BNL)의 이용영 박사와 「스탠퍼드」선형가속기연구소(SLAC)「팀」이 발견한 종래의 입자보다도 수명이 길고 질량이 큰 J, ψ(프사이)라는 입자를 설명하는데는 불가능함이 드러났다.
이리하여 제4의 「쿼크」로 「참」(Charm)이라는 새로운 입자의 존재를 가정하게 되었고 (4원설)이 「참」을 찾기에 물리학자들은 불꽃튀는 경쟁을 벌여왔다.
이번에 발견된 「업실론」이 바로 지금까지 찾던 제4의 「참」인 것으로 보인다.
이 「업실론」의 발견으로 말미암아 자연관의 변화는 물론 지금까지의 물질구성 이론으로서의 소립자론은 의미가 없게 되었고 기본입자인 「쿼크」가 새로운 소립자라는 학설이 정립되게되리라 본다.
한편 「페르미」연구소의 한국인 이휘소 박사가 지난해 4월 미국 현대물리학지에 「참」을 찾는 방법을 제시한바 있어 이번 「업실론」발견에 참여했을 것으로 보인다. 【하병하<한국과학원 교수·소입자물리학>】
