피터 힉스

3. 경력 및 연구

박사 학위 취득 후, 힉스는 1954년부터 1956년까지 에든버러 대학교에서 선임 연구원으로 활동했다. 임피리얼 칼리지 런던과 유니버시티 칼리지 런던에서 여러 직책을 역임하기도 했으며, 잠시 수학 강사직을 맡기도 했다. 1960년에는 학생 시절 히치하이킹으로 스코틀랜드 서부 고지를 여행했던 기억을 떠올리며 에든버러 대학교의 테이트 수리물리학 연구소로 돌아와 강사직을 맡았다.^[25][26] 독자로 승진한 후, 1974년에는 에든버러 왕립학회 회원(FRSE)이 되었고, 1980년에는 이론물리학 개인 교수가 되었다. 1996년 은퇴 후 명예 교수가 되었다.^[2]

1983년에는 왕립학회 회원(FRS)으로 선출되었고(1983년 선출된 왕립학회 회원 목록), 1991년에는 물리학회 회원(FInstP)이 되었다. 1984년에는 러더퍼드 메달과 상을 수상했으며, 1997년에는 브리스틀 대학교에서 명예 박사 학위를 받았다. 2008년에는 입자 물리학 연구 공로로 스완지 대학교에서 명예 회원직을 받았다.^[27]

에든버러에서 힉스는 질량에 대한 연구를 시작했고, 우주 초기에는 질량이 없던 입자가 극히 짧은 시간 후 이론적 장(후에 힉스 장으로 알려짐)과 상호 작용하여 질량을 얻었다는 가설을 발전시켰다.^[17][28] 힉스는 이 장이 공간에 스며들어, 그것과 상호 작용하는 모든 기본적인 아원자 입자에 질량을 부여한다고 가정했다. 힉스 메커니즘은 쿼크와 렙톤에 질량을 부여하는 힉스 장의 존재를 가정한다.^[29] 하지만 이는 양성자와 중성자와 같은 다른 아원자 입자 질량의 아주 작은 부분만 설명한다. 이들 입자에서 쿼크들을 결합하는 글루온이 입자 질량의 대부분을 차지한다. 힉스의 초기 연구는 요이치로 남부의 자발적 대칭성 깨짐 이론에 기반을 두고 있다. 남부의 이론은 잘못된 예측으로 질량이 없는 입자를 예측하는 골드스톤 정리를 바탕으로 했다.^[6]

고지대 캠핑 여행이 실패로 끝난 후, 힉스는 에든버러의 뉴타운 아파트에서 그의 이론의 기본 원리를 개발했다고 한다.^[30][31][32] 그는 이 과정에서 "유레카 순간"은 없었다고 말했다.^[33] 그는 골드스톤 정리의 허점(상대론적 이론에서 국소 대칭성이 자발적으로 깨질 때 질량이 없는 골드스톤 입자가 발생할 필요가 없다^[2])을 이용한 짧은 논문을 작성하여 1964년 '''Physics Letters'''에 발표했다.^[34]

힉스는 이론 모델(힉스 메커니즘)을 설명하는 두 번째 논문을 썼지만, '''Physics Letters'''의 편집자들은 그것이 "물리학과 관련이 없다"고 판단하여 거절했다.^[17] 추가 단락을 쓴 후, 그는 그의 논문을 '''Physical Review Letters'''에 보냈고, 1964년 후반에 출판되었다. 이 논문은 새로운 질량을 가진 스핀 제로 보손(후에 힉스 보손으로 명명됨)을 예측했다.^[35][36] 로버트 브라우트와 프랑수아 앙글레르, 그리고 제럴드 구랄닉, C. R. 헤이겐, 톰 키블도 거의 동시에 비슷한 결론에 도달했다.^[37][38] 힉스, 구랄닉, 헤이겐, 키블, 브라우트, 엥글레르가 쓴 이 보손 발견에 관한 세 편의 논문은 모두 '''Physical Review Letters''' 50주년 기념 행사에서 획기적인 논문으로 인정받았다.^[39] 이 메커니즘은 1962년 필립 앤더슨에 의해 제안되었지만, 중요한 상대론적 모델을 포함하지 않았다.^[2][40]

2012년 7월 4일, CERN은 ATLAS 실험과 CMS 실험에서 약 126 GeV 질량 영역에서 새로운 입자, 즉 힉스 보손일 가능성이 높은 입자의 존재에 대한 강력한 증거를 발견했다고 발표했다.^[41] 제네바 세미나에서 힉스는 "내 생애에 이런 일이 일어나다니 정말 놀라운 일이다"라고 말했다.^[42] 흥미롭게도, 힉스 보손의 발견은 '''Physics Letters'''의 편집자가 그의 논문을 거절했던 바로 그 장소에서 이루어졌다.^[2] 1964년, 그는 전약이론에서 소립자의 "질량의 기원"을 설명하는 대칭성의 깨짐 이론(남부 요이치로의 대칭성의 자발적 깨짐이 원형)을 제시했다. 이 가설을 뒷받침하는 힉스 입자의 발견은 소립자 물리학의 큰 과제였고, 거대 하드론 충돌기를 이용하여 양성자끼리 충돌시켜 힉스 입자를 검출하는 계획이 진행되어 왔다. 2012년 7월 4일, 유럽입자물리연구소(CERN)가 힉스 입자로 여겨지는 물질을 발견했다는 발표를 했고, 힉스는 "살아 있는 동안 힉스 입자가 발견된 것은 기쁘다"고 말했다.^[83]

4. 수상 및 영예

피터 힉스는 그의 업적으로 많은 상을 받았다. 주요 수상 내역은 다음과 같다. 1981년에는 왕립학회의 휴즈 메달휴즈 메달, 1984년에는 물리학회의 러더퍼드 메달러더퍼드 메달, 1997년에는 뛰어난 이론 물리학 공로로 물리학회의 디랙 메달 및 상디랙 메달 및 상을 수상했다. 같은 해 유럽물리학회의 고에너지 및 입자물리학상도 수상하였다. 2004년에는 볼프상(물리학 부문)볼프상(물리학)을, 2009년에는 왕립스웨덴과학원의 오스카르 클라인 기념 강연 메달오스카르 클라인 기념 강연 메달, 2010년에는 미국물리학회의 J. J. 사쿠라이 이론입자물리학상미국물리학회 J. J. 사쿠라이 이론입자물리학상을 수상했다. 2012년에는 왕립에든버러학회의 특별 힉스 메달을,^[2] 2015년에는 왕립학회의 코플리 메달코플리 메달^[43]을 수상하는 영예를 안았다.

2011년에는 에든버러 상을 수상했으며, 2013년에는 프랑수아 앙글레르와 함께 힉스 메커니즘 제안 공로로 노벨 물리학상을 공동 수상했다.^[54] 1999년 기사 작위를 거절했으나,^[58] 2012년에는 명예 동반자 훈장명예 동반자 훈장을 수훈받았다.^[59] 브리스틀 시와 뉴캐슬어폰타인 시의 명예 시민으로 선정되었고, 에든버러 대학교는 그의 업적을 기리기 위해 힉스의 이름을 딴 이론물리학 센터를 설립했다.^[51] 브리스틀 대학교, 에든버러 대학교, 글래스고 대학교 등 여러 대학교에서 명예 박사 학위를 받았다.^[62] 또한 켄 커리, 루신다 매케이, 빅토리아 크로우 등의 화가들이 그의 초상화를 제작했다. 스코틀랜드 과학상, 제임스 스콧 상 등 여러 상도 수상했다. 2013년에는 아스투리아스 공주상(학술·기술 연구 부문), 클래리베이트 분석 인용 영예상도 수상했다.

5. 개인사와 정치적 견해

피터 힉스는 1963년 핵무기반대운동(CND) 활동가였던 미국인 조디 윌리엄슨과 결혼하여 두 아들 크리스토퍼와 재즈 음악가인 조니를 두었다.^[67][68][75] 1965년 8월에는 첫째 아들이 태어났다.^[68] 두 명의 손주 조(작가)와 보니 켐플레이(음악가)도 있었다.^[46] 하지만 1972년에 별거하였고, 조디 윌리엄슨이 2008년 사망할 때까지 친구로 남았다.^[69]

런던과 에든버러에서 CND 활동가로 활동했으나, CND가 핵무기 반대 운동에서 원자력 반대 운동으로 활동 범위를 확장하자 회원직을 사퇴했다.^[17][70] 그린피스 회원이었던 시절에도 유전자변형생물 반대 활동에 이견을 느껴 탈퇴했다.^[70] 2004년 울프상 물리학상 수상 당시에는 이스라엘의 팔레스타인인에 대한 처우에 항의하여 시상식에 불참했다.^[71] 또한 대학강사협회 에든버러 대학교 지부에서 활동하며 물리학과 운영에 교수진의 참여를 증진시키기 위해 노력했다.^[60]

힉스는 무신론자였으며,^[72] "신의 입자"라는 별명에 대해 불쾌감을 표했다.^[74] 그는 리처드 도킨스의 무신론자 아닌 사람들에 대한 "근본주의적" 관점에 대해 비판적인 시각을 보였고,^[73] "신의 입자"라는 명칭이 종교적 감정을 불쾌하게 할 수 있다는 보도에 대해서는 사실이 아니라고 반박하며, 토라, 코란, 불교 경전 등에 신의 입자에 대한 언급이 있다고 주장하는 편지를 받은 것에 유감을 표명했다.^[75][76] 2013년 데카 에이트켄헤드와의 인터뷰에서 그는 과학과 신학을 혼동하는 사람들에 대한 우려를 표명했다.^[76] 힉스 보손의 별명은 일반적으로 레온 레더먼에게 돌려지지만, 실제로는 레더먼의 출판사가 제안한 것이었고, 레더먼 본인은 처음에 "젠장맞을 입자(goddamn particle)"라고 부르려 했다는 후일담이 있다.^[77] 힉스는 2024년 4월 8일 에든버러 자택에서 짧은 병환 끝에 94세의 나이로 사망했다.^[78][79]

6. 사망

2024년 4월 8일, 에든버러 자택에서 94세의 나이로 사망했다.^[81]

7. 저서

• 1953년: 분자 결정에서의 전자 분포의 진동 수정. I. 진동하는 탄소 원자의 밀도 악타 크리스탈로그래피카
• 1958년: 양자화된 일반 상대성이론에서의 2차 구속 조건의 적분 물리적 검토 편지
• 1959년: 이차 라그랑주량과 일반 상대성이론 일 누오보 치멘토
• 1964년: 깨진 대칭과 게이지 보손의 질량 물리적 검토 편지
• 1966년: 질량 없는 보손 없이 자발적 대칭 붕괴 물리적 검토
• 1979년: 구면 기하학에서의 역학적 대칭 물리학 저널 A: 수학 및 일반

8. 관련 서적

• 프랭크 클로즈 저, 「우주에 질량을 준 남자 피터 힉스」(원제: Elusive), 松井信彦 역, 早川書房, 2023년, ISBN 978-4-15-210274-4

참조

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