14. 우주를 지배하는 절대반지를 찾아서2 : 표준모형의 검증

CERN

(Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire ,입자가속기 연구소)

: 입자물리학 이론을 실험적으로 검증한 곳

- 입자 가속기 연구소

- 1954년 프랑스와 스위스 2개국에 걸쳐 있음

- 유럽 20개 국이 공동으로 참여

- 110여개국 12,000여 명의 물리학자가 연구에 참여 중

- 매년 CD 40,000,000장의 연결하여 데이터 분석

: 600MB*40,000,000=24,000,000,000MB=약 22,900TB

* LHC(Large Hadron Collider) *

출처 : https://home.cern/about/engineering/pulling-together-superconducting-electromagnets

- CERN에 건설된 세계 최대 가속기

- 둘레만 27km에 달한다.

- 정밀한 실험장치

: 조수차, 미세한 진동에도 실험오차가 난다고 함

- 2008년에 완공되어 8조원 투입

↓ 위에 사진시설이 아래 사진처럼 이어져 있다. ↓

노란띠가 다 LHC다.

 

 

출처 : https://home.cern/about/updates/2017/12/25-years-large-hadron-collider-experimental-programme

* 입자가속의 목적 *

1. 양성자를 가속시킴(최종적으로 빛의 99.99%)

2. 가속된 양성자를 충돌시킨다.

충돌시킨 물질에서 어떤 결과가 나오는지 확인 하는 것

예측했던 결과가 나올 수도 있고, 예측하지 못했던 결과가 나올 수도 있다.

그 결과 1964년에 예측한 힉스입자를 발견하였다.

※ 힉스입자

1964년, 피터 힉스가 고안한 표준모형이다.

모든 물질에 질량을 주는 근본물질

 

출처 : https://home.cern/about/updates/2015/03/lhc-experiments-join-forces-zoom-higgs-boson

※ WWW(World Wide Web)을 고안

- 데이터가 너무 방대하여 우리가 알고 있는 인터넷 주소앞에 쓰는 것

[www.~~~~.com]을 CERN에서 1989년에 팀 버너리스가 만든 것이다.

정보혁명을 위해 만든 것은 아니고,

엄청난 양의 실험 데이터를 공유하기 위해서 만든 것이다.

※  Date Grid 

놀고 있는 컴퓨터를 CERN과 연결하여 분석하는 프로젝트

* 입자실험분야의 실생활에 적용된 예 *

병원에서 방사선 치료에 사용하는 것이 작은 입자가속기이다.

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힉스입자의 발견

- 2012.07.04년에 발표되었다.(추측)

- 6개월 이후 2013.03.14에

힉스입자의 표준모형이라고 확정을 지었다.

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표준모형의 정확도

* 이론물리학 *

- 수학적 계산을 통해 논문을 작성하고 발표

* 실험물리학 *

- 다수의 물리학자가 참여 입자실험이 참여인원이 가장 많다.

현대물리학에는 손으로 할 수 있는 계산에는 한계가 도달했다.

슈퍼컴퓨터를 도입해서 계산을 해야한다고 한다.

이론값과 실험값에는 차이가 있기 때문이다.

계속 정밀도를 올려 실험을 진행한다.

오차가 소수점까지 맞아야 검증되었다고 말할 수 있다.