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입자 충돌 실험이 멋진 이유
게시물ID : readers_27916짧은주소 복사하기
작성자 : 빗속을둘이서
추천 : 4
조회수 : 530회
댓글수 : 0개
등록시간 : 2017/03/08 02:25:30
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  • 창작글
가하지컬리 조나드 조단(Gha'gically zonad Jrdn)이 말하는 입자 충돌 실험이 멋진 이유.

부제 : 작은 우주 속으로 걷다

물질의 기원적인 사건인 137억 광년 전 빅뱅 직후 인플레이션을 겪은 우주는 힉스장이 품은 질량과 함께 급속히 확장하였습니다.
약 3억 광년 뒤 밀도가 퍼지면서 충분히 투명해진 공간은 빛이 돌아다닐 수 있게 되었고 이어 첫 번째 별이 탄생했죠.
더 무거운 별들이 속속 생겨났고 초기 행성이 남긴 산소가 수소와 융합하여 별의 표면엔 생명체 출현의 핵심인 물이 흐르게 되었습니다.
단순한 기본입자로 무성했던 공간에는 우주적인 사건의 경과에 따라 다채로운 조화가 이뤄졌으며
태초의 물에서 진화한 생명체가 지적 호기심을 갖자
가장 작은 자연 신을 찾는 방향성은 물리학이란 학문이 되었죠.
그리고 지금, 실험 물리학의 최전선엔 "작은 우주를 만드는 장치"가 있습니다.

상상해보시겠습니까? 이 장치의 기능은 영향이 다른 에너지장을 공명시키거나 질량을 부딪쳐 추이를 측정하는 겁니다.
에너지는 어떻게 손실되고 또 충돌한 입자가 더 작은 입자로 나뉘는지 그 파편은 어디로 튀었는가 분석하는 거죠.
포켓당구에 빗대자면 공은 실험 입자고 큐는 가속기며 테이블은 결과를 알 수 있는 최첨단 검출기입니다.
온갖 메커니즘으로 뭉쳐 하나로 보인 입자들의 결집을
가속 받은 구가 부딪치면서 과연 중요한 "빨간 공"은 어떤 운동을 보이는지 전 세계 괴짜들의 시각이 따라붙죠.

이 "목적구"는 당구대의 측정 범위에서 마술처럼 사라진 듯 보일지 모릅니다.
거의 공상적인 직감인 초대칭이론이 유사하게 반영된 포켓 속, 즉 미확인 차원으로 흘러갈 수도 있고
뭔가 정보를 얻기 전 아직 정체를 알 수 없는 암흑 에너지의 간섭에 의해
비유적으로 1부터 17까지 세보는 수준에서 미적분 문제에 직면할 수 있습니다
극히 찰나에 이뤄지는 힉스 입자의 물리적 기여 증거를 찾은 LHC(강입자충돌기)지만 현존 출력의 실험으론
유무를 확신할 수 없는 많은 이론이 있죠.

빅뱅의 모형으로 초기 우주를 재현하면서
0에 가깝지만 0은 아닌 극한의 기저 무언가 충돌이 성립된 관측에서
물질의 기원을 알 수 있는 메커니즘의 흔적은
페르미온과 보손 입자로 매개가 끝일지 또한 모릅니다.
그러나 그 끝을 확신하는 거 역시 필요한 증명이고 어쩜 예상과 달리
기존 법칙과 독립된 개념으로 설명해야 할 장場, field의 영역이 더 드러날지도 모르죠.
쿼크나 중성미자 그 무엇보다 작은 서브sub particles를 이루는 게
입자든 운동학적 질량이든 물리량 장이든
물질과 질량과 장도 아닌 무엇이 됐든 끝까지 파헤쳐서
만약 이 당구 게임의 포켓 위치를 역추적하는 데 성공한다면
우린 스코어 보상으로 한 단계 더 가까운 자연계 물질의 근간을 찾게 됩니다.

이것이 왜 중요한 관점인가 벽을 타는 개미를 보며 설명하죠
개미가 평평해 보이는 벽을 돌아다닐 수 있는 건 사실 완벽한 평면 벽이 아니기 때문입니다.
작은 세계에서는 거시에서 보이지 않았던 굴곡이 포착되기 마련이고
그 홈에 맞는 다리, 즉 힘을 싣는 구조를 가져서죠.
우린 부딪혔을 때 평면 벽을 개미는 입체적으로 걷듯이
한층 더 작다면 1차원적인 선에 불과한 머리카락 한 올을 나선 궤도로 종횡할 수도 있습니다
이런 작은 것들의 운동 질량은 원자핵 주변을 도는 전자처럼 물질을 감싸 여러 반응을 일으키겠죠.
2차원적인 면 위에 펜으로 선을 긋는다면 그 자국은 바탕과 일체로 보이겠지만
앞서 예로 든 당구 실험 때 베일이 벗겨진 목적구의 부스러기는
전자기적 척력이 존재하는 종이와 잉크 틈새로 튀어 여분의 차원을 침투하기 충분한 개미 크기며
그래서 테라볼트급 출력을 입자에 몰아주려고 거대한 가속기가 작동됩니다.

보지 못한 걸 보게 되는 건 굉장한 일입니다.
태초부터 그 어디에나 있는 물질의 가장 근원이 되는 단위가
저마다 에너지를 행사하는 패턴이 있고 그 반영으로 나타난 게
마치 오케스트라처럼 빛과 블랙홀, 별과 물, 원소 등 모든 삼라만상이라면
가령 원자보다 10억 배 작은 개미들의 연주회를 들추고 그 패턴을 수학적으로 이해하게 되었을 때
다음은 지휘하는 즉 조작하는 연구도 함께 수행하지 않을까요?

훗날엔 이미 셀 수 없이 많은 당구 게임을 통해
에너지가 더 작은 단위로 손실되는 포켓까지 경우를 파악했고
입자가 근원에 귀결되는 차원으로 분해된 것처럼 보았을 겁니다.
여태껏 발견된 적 없는 새로운 기록의 차원에서
새로운 기록의 관점으로 보와
중력, 전자기력, 핵력 말고도 힘에 관한 또 다른 법칙을 개정해야 할지도 모르죠
뭐부터 조사해야 할지 과제 거리는 점점 늘지만
자를 수 없다는 추상적인 어원을 가진 원자atom도 쪼개진다는 걸 엊그제 일인 양 밝혀냈고
이제 진척은 우주를 구성하는 1부터 17까지 기본입자 컬렉션으로 된 표준모형의 너머 단계에 있습니다.
말했듯이 입자나 운동학적 질량이나 물리량 장도 아닌 무엇이 됐든
정말 끝을 확신한 후에는 그 작은 결정decision들의 하모니가
정확히 어느 시점에 의식의 실체나 별을 이룬 특수성으로 *거듭나는지born again 유무기 구조를 파악하고
신경과학이나 생체공학 등 여러 분야와 연계할 수 있죠.
물론, 수많은 가설이 물리적인 증거가 전무하고 사고 실험조차 어려운 상태지만
자, 원자로 된 우리 뇌가 연산할 수 있는 한계까지 가보는 겁니다.

한 차례 더 쪼개진 매질 간 상호작용을 잇는 자연 현상을 인공적으로 발생시키고
아는 것만큼 보일 미래가 요구하는 조건을 추가로 개선하면
현시점의 과학적 "직감"에서 일단 초끈보다 더 작은 톱니라 할 수 있는 근원을 조작해
전하부터 중력자 실체, 기본입자의 스핀 등 그것을 다 뒤엎을 수도 있습니다.
간단히 말해 그러한 디자인은 곧 권능처럼 흙 한 줌을 복잡한 생명체가 되도록 유도할 수도 있단 거고
충분한 환경 데이터만 견준다면 긴 세월의 자극 학습과 자연적인 유전을 겪지 않고도 본능이란 게 복사된 흙 육신은 살아 숨 쉬며 각성할 겁니다.
우린 스스로 오른 설계자의 자리에서 관측되는 모든 천문 현상을 다스리고 원소의 동향을 낱낱이 헤아릴 것이며
머릿속 상상의 로켓으로 우주의 모양을 아는 법을 착상한 그리고리 페럴만의 "푸앵카레의 추측" 정리도 수준급 논문이 아닌, 인류 노소 누구에게나
전 우주의 조망이 사실과 겹친 그래픽 맵으로 볼 수 있는 상식처럼 될 겁니다.
정말 가능한, 할 이야기가 너무 많습니다.

그렇다면 종점으로 나아가
궁극의 문제인 우주 멸망을 억제하고 엔트로피도 역전할 수 있을까요?
거시적으로 봤을 때 엎질러진 물과 깨진 유리잔이 되감긴 듯 복구될까요?
멸망을 멈추지 못한다면 한 번 대붕괴를 겪은 후 다시 우주를 만드는 게 가능할까요?
우주를 만들 이론과 장치가 있다 하더라도 그것의 동력이 식어버렸으면 어떡하죠?
무한히 보존되는 에너지는 없지만,
단지 이번 우주의 기한보다 더 오래 실효성을 보관하는 에너지 금고를
질량 씨앗과 함께 유산처럼 남기면 되지 않을까요?
초공간으로 대피했다가 우주가 멸망한 뒤 돌아와 삶의 터전을 재건할 수 있을까요?
당장은 허무맹랑한 SF 이야기지만
초인공지능ASI, Artificial Super Intelligence을 뇌에 직접 이식한 신인류는 분명 더 많은 자연계 힘의 법칙에 간섭할 겁니다.
빛도 암흑도 사라진 시공간이 휘어지는 경계 앞에서 그저 가만히 있지 않을 겁니다.

일화를 소개드리며 마무리해야 겠군요.
http://sploid.gizmodo.com/heres-the-perfect-answer-to-why-we-must-invest-in-pure-1665820877
힉스를 추적을 설명 중인 CERN의 물리학자 David Kaplan에게 한 경제학자가 묻습니다.
What is the financial gain of running an experiment like this and the discoveries that we will make in this experiment?
이 실험 결과가 가져다주는 재정적 이익은 무엇인가요?
Kaplan은 주저 없이 모른다고 답했습니다.
보손 입자 발견이 주식이나 시장에 무슨 도움이 될지 아이디어가 없었죠. 그러나
연구하지 않고 단지 방사선으로 여겼다면 라디오도 인터넷도 없었을 거라 암시하는
전파 발견 역사의 초창기를 언급한 후
기초 과학에 대한 견해를 밝히며, 경제학자의 질문을 재차 확인합니다.
what is the LHC good for?
LHC(강입자 충돌기)는 무엇을 해줄 수 있나요?
could nothing other than just understanding everything.
모든 걸 이해할 수 있는 것 외엔 아무것도요.

그리고 몇 개월 뒤 CERN 연구팀은 힉스 보손의 확실한 증거를 발견했습니다.

인간은 아직도 무지하기에 과감해야 합니다.
신인류 영역에 도달까지 갖는 그 시간과 기다림은 투자한 비용과 자원으로 경제적인 성과를 얻는 학문이 아닙니다.
수조 달러 산더미가 형성되는 동안 겨우 한 걸음을 내딛을지라도
이론적으로 또 넘어야 할 고비가 형성되는 1억 년 동안 겨우 한 발자국 내딛을지라도
순수 과학의 전진은 계승됩니다.
인류가 지닌 인지 영역의 잠재력과 가능성 그 모든 것의 한 발자국이죠
신의 부재를 입증하면서 신을 찾는 걸까요?
결국, 신의 자리를 찾게 되었을 때 허무하게 비어있어도
우리가 대신 만능이 될 수 있는 길을 걷고 있는 겁니다.

가하지컬리 조나드 조단(Gha'gically zonad Jrdn)이었습니다.
이 짓거리 맨날 해야지

감사합니다.

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