LHC, 현대물리학의 최전선

『LHC, 현대 물리학의 최전선』은 국내에서 전공자 이외에는 제대로 알려지지 않은 LHC와, LHC의 가동으로 세계 과학계의 중심축으로 우뚝 선 연구소인 CERN의 전모를 소개하는 책이다. 원자의 발견에서 현대 물리학이 도달한 ‘거의 모든 것의 이론’인 입자 물리학의 표준 모형(Standard Model)에 이르기까지 입자 물리학의 역사와, 입자 물리학의 발전에서 결정적인 역할을 해 온 유럽 최대의 과학 연구 기관이 CERN의 창설에서 LHC까지의 역사, 그리고 물리학자들과 과학자들의 관심을 한몸에 받고 있는 LHC의 역사와 구조와 작동 원리, 그리고 과제들을 전면적으로 소개하고 있다.

대형 하드론 충돌기(Large Hadron Collider, LHC)는 테라전자볼트(1조 전자볼트)의 세계, 대폭발 이후 1조분의 1초가 지났을 때의 상태를 연구할 수 있는 입자 가속 충돌기이자 인류가 만든 역사상 가장 거대한 실험 장치다. 유럽 입자 물리학 연구소 CERN이 운영하는 LHC는 제네바 근교 100미터 지하, 둘레 27킬로미터의 터널에 설치되어 있다. LHC는 2개의 양성자 빔을 초고속으로 가속해 충돌시키는 장치다. 이때 LHC가 사용하는 에너지는 인구 40만에 달하는 제네바 주 전체가 사용하는 전력에 맞먹는다. 이 고에너지 충돌에서 생성되는 수많은 입자들의 궤적 속에는 전 우주를 지배하는 궁극적인 물리 법칙에 대한 실마리가 감춰져 있다.

LHC라는 용어 자체도 익숙하지 않은 사람들이 대부분이지만, 저자는 입자물리학의 미래가 LHC에 달려있다고 말한다. 또한 앞으로 LHC가 가동될 수십 년 동안은 LHC를 중심으로 입자 물리학의 모든 것이 돌아갈 수밖에 없으며, LHC는 우주와 물질을 이해하는 데 있어서 지금 우리가 해결하지 못한 문제점들에 해답을 주고, 우리가 알지 못하는 세계를 보여 줄 것이라고 말한다. 설명에 의하면 2011년 하반기까지 가동되는 동안 LHC는 놀라운 성과들을 내놓을 것이고 과학자들을 충격과 흥분속으로 몰아넣을 것이다. 이러한 놀라운 과학 혁명을 직접 목격하는 동시대인이 된다는 것은 물리학자가 아니더라도 지적 즐거움과 기대를 불러일으킬 것이다. 이 책은 21세기 과학 혁명의 목격자들에게 하나의 길잡이가 되어 줄 것이다.

저 : 이강영

1988년 서울 대학교 물리학과를 졸업하고 KAIST에서 입자 물리학으로 석사 학위와 박사 학위를 받았다. 박사 과정 중이던 1993년, LEP 가속기의 L3실험 그룹의 멤버가 되어 CERN에서 1년간 머물렀다. 1996년 힉스 입자를 비롯한 기본 입자 사이의 대칭성을 주제로 박사 학위를 받았다. 서울 대학교 이론 물리학 연구 센터, 연세 대학교 자연 과학 연구소, 고등 과학원 등에서 연구했고 KAIST 와 고려 대학교 물리학과의 연구 교수를 지냈다. 또한 한국 과학 영재학교에서 3년간 학생들을 지도했다. 지금까지 여분차원, 힉스 입자, CP대칭성, B 메손, 게이지 이론, 암흑 물질 등 입자 물리학의 여러 주제에 관해 박사 학위 논문인 「유카와 결합 상수에 내포된 플레이버 대칭성의 의미」를 비롯, 「LHC에서 좌우동형 모델에 나오는 전기를 띤 힉스 입자의 생성」, 「페르미온 암흑 물질의 가장 간단한 모형」 등 50여 편의 논문을 발표했다. 현재 건국 대학교 물리학부 연구 교수로 재직하고 있다.