새 소입자 「업실론」

중앙일보

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종합 01면

「업실론」은「그리스」자모의 스무번째 글짜다. 「입실론」이라고도 발음하며 영어로는「U」 또는 「Y」에 해당한다. 자연과학에서 사용하는 갖가지 기호들은 흔히 고대「그리스」어체로 표기된다. 그것은 「로마」자의 기원이기 때문이다. 「알파」·「감마」·「오메가」등은 흔히 쓰이는 경우고 「입실론」은 남아 있는 미사용 문자중의 하나이기도 하다. 최근 미국의 「페르미」가속장치실험연구소의 「팀」에 의해 발견된 것으로 알려진 새 소입자의 기호는 「업실론」. 이 「업실론」은 외신에 따르면 『세계 물리학계의 충격적인 새 발견』으로 평가되고 있는 것 같다.
자연과학의 기본이 되는 물리학은 물질의 구성요소를 탐구하고 그 개개의 성질을 알아내는데서 비롯된다. 20세기초까지도 물질의 기본구성은 다만 분자 또는 원자로 되어 있다고 생각했었다.
그러나 양자역학의 발달은 원자가 원자핵과 전자군으로 이루어져 있다는 사실을 밝혀내고 있다. 더 나아가서는 원자핵이 중성자와 양성자와 같은 소립자로 구성되어 있다는 사실도 알아냈다. 그러나 고 「에너지」를 탐구하는 실험 물리학은 차차 소립자의 정체까지도 구명해내고 있다.
물리학자의 설명에 따르면, 소립자는 또 「광자」 「경입자」 「중입자」등 3종류로 나누어진다. 이 가운데 중립자는 많은 수수께끼를 갖는 문제아로 지목되고 있다.
미 「캘리포니아」공대의 「M· 켈먼」교수와 「G· 즈바이크」교수는 이미 64년에 그 중립자의 구조를 설명했었다. 이른바 『「쿼크」(Quak)「모델」학설』이 그것이다. 말하자면 물질은 궁극적으로 더 이상 쪼갤 수 없다는 뜻으로 「쿼크」라는 말을 썼었다.
이 학설은 물질의 구조에 관한 최후의 이론으로 평가되고 있었다. 그에 따르면 종래의 소립자는 물질의 기본구성 요소가 아니며, 진짜 구성요소는 3종의 「쿼크」집단으로 되어 있다는 것이다. 2개의 중간자와 1개의 중성자로된 이 세 「쿼크」는 서로 균형을 이루어 의심할 바 없는 합리구조로 본 것이다.
이번 새로 발견된 것으로 평가되는 「업실론」은 바로 이 학설에서 한걸음 더 나아가는 연구다. 이런 연구는 수 없이 이루어져 학설만 해도 1백여 가지가 된다.
그 중에서도 가장 흥미를 모아오던 학설로는 4원설. 실험물리학자들은 「참」(Charm)이라는 이름을 붙이고 있다. 「페르미」연구소가 발견했다는 「업실론」은 바로 그 4원설의 구명이 아닌가 생각된다.
소립자의 세계는 10조분의 l㎝의 크기를 갖는 하나의 「추상세계」와 같다. 역시 이런 것을 계산해내는 수학도 「추상수학」이라고 한다. 오늘의 물리학 세계에선 거대한 소립자가속기에 의해 그것을 규명하고 있다. 한치 눈앞의 세계도 쉽게 알 수 없는 우리의 상상력으로는 도무지 미덥지도 않은 일들이다.

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