최종편집2024-04-27 11:59 (토)

[미디어파인 칼럼 = 이상원 기자] 새로운 실험에서, 과학자들은 전자의 자기 특성을 이전보다 더 신중하게 측정해, 소립자의 특성을 가장 정확하게 측정했다. 이 측정은 전자 자기 모멘트로 알려진 입자가 운반하는 자기장의 세기를 측정하는 것이다. 그 성질은 소립자 물리학의 표준 모델, 즉 아원자 수준의 입자와 힘을 설명하는 이론에 의해 예측되고 이것은 현존하는 모델 중 가장 정확한 예측이다.

새로운 초정밀 측정과 예측을 비교함으로써, 과학자들은 자기장의 세기에 관해 지금까지 가장 엄격한 실험 중 하나를 측정했다. 물리학자들은 그 측정이 표준 모델의 예측과 일치한다고 밝혔다.

어떤 이론이 높은 정밀도로 예측을 하면 이는 물리학자들이 그것을 실험하도록 요구하는 신호와 같다. 암묵적인 룰과 같은 것이다. 자기 모멘트를 측정하기 위해 과학자들은 전자 하나를 자기장에 가두고 마이크로파로 조정했을 때 어떻게 반응하는지 관찰하면서 몇 달 동안 연구했다. 그 팀은 전자 자기 모멘트를 1조당 0.0000000013%로 결정했다. 이 새로운 결과는 14년 넘게 사용했던 이전의 측정치보다 두 배 이상 정확하다.

이번 실험이 진행된 표준 모델은 수십 년 동안 여러 테스트를 견뎌 왔다. 하지만 과학자들은 그게 전부라고 생각하지 않는다. 부분적으로 우주에 영향을 미치는 암흑 물질의 존재를 설명할 수 없기 때문이다. 그리고 그것은 왜 우주가 반물질보다 더 많은 물질을 포함하는지 증명하지 못했다.

표준 모델의 실패에 대한 가장 감질나는 암시 중 하나는 전자가 아니라 전자의 친척인 뮤온의 자기 모멘트입니다. 2021년에 이 특성을 측정한 결과 표준 모델 예측과 일치하지 않을 수 있음을 시사했다. 아직 미립자에 대한 측정은 여러 가능성을 내포하고 있다. 그리고 이런 정밀한 측정은 과학계에 의문점을 던지기에 충분할 것이다. 

[이상원 칼럼니스트] 
고려대 산업경영공학과(재학 중)
미디어파인 대학생칼럼니스트 겸 기자