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과학은 지금까지 이 세상이 4가지의 힘 즉 중력, 전자기력, 강력, 약력에 의해 구성되어 있을 것으로 생각해 왔습니다.
이 자연계의 4대 힘은 태양의 핵 융합에서 부터 우리가 사용하고 있는 스마트 폰의 구성까지 이 세상에서 일어나고 있는 모든 것들을 컨트롤 하고 있죠.
하지만 최근 헝가리 과학 아카데미 물리 연구소(ATOMKI)의 연구팀이, 자연계의 다섯 번째 힘으로 생각되는 유력한 현상을 발견했다고 발표했습니다.
만약 이것이 사실로 입증된다면 그 순간 노벨상이 확정될 정도로 엄청난 사건이 될겁니다.
사실 연구팀은 이전에도 이와 비슷한 현상을 발견한 적이 있었습니다.
2015년에 연구팀은 암흑 물질과 관련이 있을 것으로 예상되고 있는 암흑 광자를 검출하는 실험을 진행하고 있었죠.
실험 과정에서 연구원들은 베릴륨 동위 원소의 붕괴를 관측하게 되었는데, 이때 전자와 양전자가 140도의 각도로 분리되는 현상을 발견하게 된겁니다.
이는 물리학적으로 절대로 설명할 수 없는 현상이었기 때문에 과학자들은 완전히 새로운 입자가 있어야만 설명이 가능하다고 결론 내렸죠.
연구팀은 이 미지의 힘에 대응하는 가상의 입자에 "X17" 이라는 이름을 부여했습니다.
그리고 얼마전 연구팀은 헬륨 원자가 붕괴되면서 방출된 빛이 115도의 각도로 전자와 양전자로 분리되는, 역시 물리학적으로 설명할 수 없는 이상 현상을 관측하게 되었죠.
과학적으로 설명할 수 없는 현상이 또 다시 관측된 겁니다.
X17은 전자의 33배인 17메가 전자 볼트의 질량을 가지고 있고, 매우 짧은 시간 동안 존재할 것으로(10~14초) 예상된다는 점에서 지금까지 알려져 있는 4가지의 힘에 대응하는 입자는 아닐것으로 보고 있습니다.
참고로 자연계 4대 힘 중 전자기력, 강력, 약력에는 대응 입자가 존재하지만, 아직 중력에 대응하는 입자는 발견되지 않았습니다.
어쨋든 모든 정황이 이 새로운 입자가 제 5의 힘을 담당하고 있다는 것을 가르키고 있습니다.
하지만 물리학은 아주 신중한 학문입니다.
이러한 현상이 발견된 것 자체만으로도 아주 커다란 뉴스라고 할 수 있지만, 마냥 기뻐하고 있을 수는 없죠.
그래서 과학자들은 이를 입증하기 위한 연구에 즉시 돌입했습니다.
만약 이러한 실험 결과가 단순히 오차에 의한 결과가 아닌것이 입증된다면, 드디어 자연계의 다섯 번째 힘이 존재한다는 것이 확정되는 겁니다.
그리고 이러한 현상이 X17이 아닌 다른 원인에 의해 일어났을 확률은 1조분 1에 불과하죠.
한마디로 거의 확실시 되고 있다는 말입니다.
과연 X17, 즉 자연계의 다섯 번째 힘이 발견될까요?
만약 제 5의 힘이 발견된다면 어떠한 일이 일어나게 될까요?
우선 물리학계의 최대의 수수께끼인 암흑 물질의 정체가 밝혀질지도 모릅니다.
X17이 이 신비한 믈질과 관련되어 있을 가능성이 있기 때문이죠.
그리고 제 5의 힘을 이해하게 됨으로써 아인슈타인조차 이루지 못했던 최고의 물리학 이론인 "대통일 이론"에 한 걸음 더 나아갈 수 있는 계기가 될 수 있습니다.
대통일 이론은 은하의 형성에서 부터 쿼크의 특이한 행동까지 우주에 존재하는 모든 힘을 일관되게 설명할 수 있는 물리학의 최종 이론입니다.
물론 쉽지는 않을 겁니다.
연구팀에 따르면, 자연계에는 제 5의 힘 이외에도 아직 우리가 모르는 제 6, 제 7, 제 8의 힘들이 존재할 가능성이 있기 때문입니다.
이 내용은 출판전 논문사이트 "아카이브(arXiv)" 10월 23일자에 게재되었습니다.
https://youtu.be/pjF_dMQDe18?si=SxnrwhKWhr_2boS5
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