[헤럴드경제=박혜림 기자] 국내 연구진이 물리 기본이론인 ‘표준모형’에 오류가 있다는 단서를 발견했다. 이는 ‘표준모형’을 대체할 새로운 이론인 ‘초표준모형’을 정립하는 데 중요한 단초가 될 것으로 보인다.

서울대 격자게이지이론 연구단(LGTRC)은 중성 케이온 입자에서 ‘CP대칭성’을 위반하는 정도를 나타내는 상수를 계산한 결과 이론치와 실험치의 차이가 표준편차의 3.4배에 달했다고 밝혔다.

이론과 실험 결과의 차이가 크다는 점은 표준모형에 오류가 있음을 의미한다.

표준모형이란 지금까지 알려진 4가지 힘, 강력, 약력, 전자기력, 중력 가운데 중력을 제외한 나머지 힘들을 통합해 설명할 수 있는 강력한 이론이다.

1960년대 설립된 이 이론은 그동안 1940년대와 1950년대 발견된 수많은 소립자를 설명해왔다.


특히 2013년 유럽핵입자물리연구소(CERN) 연구팀이 표준모형의 예상과 일치하는 힉스입자를 발견하면서 50여년간 물리학계를 지배해 온 표준모형의 입지가 더욱 견고해지는 듯 했으나, 이마저도 설명해내지 못하는 현상들이 발견되면서 새로운 이론에 대한 연구가 진행돼 왔다.

연구팀은 이번 실험 결과가 “표준모형의 기본가설 중의 하나 또는 다수가 붕괴되는 것을 의미하는 것”이라며 “동시에 초표준모형의 존재에 대한 중요한 하나의 단서가 된다”고 설명했다.

표준모형이 설명하지 못하는 현상의 발견은 ‘초표준모형’(낮은 에너지에서는 표준모형으로 귀결되고 높은 에너지에서는 우주의 생성을 설명하는 이론을 통칭)의 존재를 시사한다는 것이다.

연구단을 이끄는 이원종 교수는 ”렙톤 섹터에서는 연구가 된 적이 있지만 쿼크 섹터에서 표준모형이 틀릴 수 있다는 연구결과는 처음“이라며 ”국내 연구단이 자체 개발하고 구축한 슈퍼컴퓨터를 사용해 계산한 결과라 더욱 의미가 있다“고 밝혔다.

한편 연구 결과는 이날 미국물리학회가 발행하는 학술지 ‘피지컬 리뷰 D’(Physical Review D)에 발표됐다.

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