문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 LHC (문단 편집) == 현황 및 업적 == CERN에서 테스트 차원에서 입자 하나씩만 쏘는 실험을 현지 시각으로 [[2008년]] [[9월 10일]] 오전 9시 38분에 시작했고 10시 20분 무사히 실험을 마쳤다. 다만 2008년 [[9월 20일]], 고장이 나서 두 달간 가동이 멈췄다. 원인은 전기적 접촉 불량 → 온도 상승 → 자석의 초전도성 상실 → 엄청난 양의 전류[* 초전도 자석을 도배했기 때문에 그냥 내부에 돌고 있는 순수한 전기 에너지만 해도 장난이 아니다.]가 물리적 힘으로 작용 → 진공 sealing 손상 → 냉각재 손실(폭발) 뻥! → 뻐버벙!! [[2009년]] [[11월]]에는 냉각 중 온도 상승 사고가 발생하여 문제 원인을 알아보니 [[비둘기]]가 물어온 것으로 추정되는 [[바게트]] 조각이 실험기로 떨어져서였다고 한다. 그 외에도 크고 작은 문제들이 발견돼서 실제로 작동을 개시한 건 [[2010년]] [[3월 30일]]이였다. 그리고 당연히 [[블랙홀|아무 일]]도 일어나지 않았다. 그런데 가동을 시작한 후 정말 아무 일도 일어나지 않아서 전 세계 물리학자들의, 특히 수십 년간 초대칭 이론을 연구해온 학자들의 애간장을 태웠다. 초대칭 이론이 맞는다면 여러 초입자(superpartner)들의 발견 소식이 들려와야 했는데 너무나 잠잠했기 때문이다. 2011년 2월 28일에는 결국 원래 예측된 에너지 범위에서는 초입자가 나타나지 않는 것으로 결론을 [[http://dir2000.egloos.com/4550637|내렸고]] 그 후 더 높은 에너지 범위에서 다시 탐색을 계속할 예정이라고 발표했다. 이것만으로도 이미 초대칭 이론[* 가장 간단한 형태.]은 수정이 불가피하며, 만약 초입자들이 계속 발견되지 않는다면 초대칭 이론은 폐기될지도 모를 위기에 처했다. 초기에는 아무 소식이 없었으나, 2011년 [[12월 7일]], 힉스 입자가 125 기가전자볼트 즈음에서 발견되었단 설레발적인 루머가 나왔다. 7일 것도 좀 의외였는데, LHC최대 출력인 7 테라전자볼트가 아닌 125 기가전자볼트 즈음 ATLAS에서 발견되었다는 것. 사실 이 정도면 테바트론의 최대출력 이내인데 정작 페르미랩에서 이제까지 발견하지 못했다는 것.[* 사실, 테바트론이 똑같이 양성자-양성자 충돌 실험을 1 TeV(질량중심 에너지)크기로 했다 하더라도, 입자가 반응하는데 사용하는 에너지를 1 TeV만큼 가져가는 일은 일어나지 않는다. 양성자 내에는 업 쿼크이 두개 다운 쿼그가 한 개 있다. 그뿐만이 아니라 양성자 속에 담긴 엄청나게 많은 수의 글루온들도 있다. (사실 글루온이 양성자의 대부분을 차지한다고 해도 과언이 아니다.) 여기에 엄청난 속도로 쿼크들로 이루어진 방울들이 생겨났다 사라져서 이것들이 모두 0.5 TeV를 사이좋게 나눠먹는다. 때문에, 힉스가 발견되기 위한 최저 에너지 125 GeV보다 큰 에너지를 가지는 충돌이 상대적으로 매우 적어서 보았더라도 배경사건이구나 하고 치부 할 가능성이 생긴다. 발견당시 LHC에서조차 (스핀이 0인지 아닌지 판단하기위해) 틀림없이 확실한 힉스 발견 사건개수를 가려봤을 때 딸랑 12개였다는 것을 고려하면, 테바트론에서 발견하지 못했다는 것도 어떤 의미로는 당연하다고도 볼 수 있다.] 그리고 2011년 9월, 페르미랩에서는 입자가속기 테바트론의 운행을 28년 만에 중단하기로 결정했다. LHC보다 에너지 수준이 낮아서 새로운 발견이 나올 가능성이 별로 없다는 점이 크게 작용했다. 다만 이는 페르미랩에서 연구가 제대로 되지 않았다는 의미는 아니다. 사실 테바트론은 LHC보다 오히려 힉스 입자를 발견하기 쉬운 유형의 가속기이며, 실제로 페르미랩에서의 실험결과를 분석해도 힉스 입자의 존재를 뒷받침하는 결과를 얻어낼 수 있었고 힉스입자 발표에서도 페르미랩의 결과도 힉스입자의 존재를 뒷받침한다는 언급이 나왔다. 문제는 힉스 입자의 붕괴 과정은 다른 현상 내지는 실험 과정의 노이즈와 구별하기 어렵기 때문에 상당히 많은 실험결과와 통계적 분석 기법을 필요로 하는데, 테바트론의 에너지 수준과 휘도(luminosity)[* 에너지 수준과 더불어 테바트론이 불리한 큰 이유 중 하나. LHC는 양성자-양성자 충돌을 수행하는 것으로 두 입자 모두 흔하디 흔한 양성자인 반면에 테바트론은 양성자-반양성자 충돌로 일단 한 쪽이 구하기 어려운 반양성자이다. 때문에 테바트론에서 1~2년 동안 어렵사리 모은 데이터량을 LHC는 한 달 내에 가뿐히 받을 수 있다.]로는 도저히 힉스 입자의 존재를 노이즈와 확실하게 분별할 수 있을 정도의 결과를 얻어낼 수 없었던 점이다. 즉 힉스입자의 존재를 확인한 상태에서 분석하면 페르미랩의 결과도 힉스입자의 존재를 뒷받침하는 것을 알 수 있지만 페르미랩의 결과만으로는 힉스입자의 존재나 성질을 얻어내기는 무리였다는 것이다. 2011년 [[12월 14일]]에는 CERN 웹캐스트를 통해 '존재한다는 증거가 발견되었다'는 내용이 발표되었으며, [[2012년]] [[7월 4일]] 힉스입자로 추정되는 소립자를 발견[* 엄밀히 말하자면 힉스 입자를 발견한 게 아니라 힉스 입자가 붕괴되는 것 같은 붕괴현상을 발견했다. 광자 2개로 붕괴한 듯. 후에 해당 입자의 스핀 등을 분석하는 등 추가적인 연구가 있고 나서야 힉스 입자로 인정받을 수 있었다.]했다고 공식으로 [[http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=shm&sid1=105&oid=001&aid=0005678769|발표했다]]. 결국 [[2013년]] [[3월 14일]] '''힉스입자 발견 사실이 인정받았다.''' 이 발표로 현재의 [[표준 모형]]에 대대적인 수정이나 완전히 새로운 모델의 필요성은 거론되지 않게 되었다. 그리고 처음 힉스 입자의 필요성을 주장한 [[피터 힉스]]도 2013년 노벨상을 탈 수 있었다. 2009~2013년 2월 동안의 작동 기간을 run 1이라고 부르는데, 이 기간 동안 7 TeV의 에너지로 실험을 진행하여 이 환경에서 볼 수 있는 다양한 물리적 현상들을 관측하였다. 특이 사항으로 2012년에 8 TeV로 에너지를 약간 올려서 실험을 진행하였다. 사실 에너지 레벨(7 TeV, 8 TeV, 13 TeV, 14 TeV)을 다르게 해서 실험하는 것도 중요한데, 들어간 에너지가 얼마냐에 따라 물리 현상들의 양상이 달라지며 (예를 들어 탑 쿼크 쌍이 생기는 총 이벤트 개수) 이걸 확인하는 것 역시 [[표준 모형]]을 검증하는 동시에 표준 모형 너머의 현상을 보기 위한 시도이기도 하다. 바로 이 기간 동안에 '''[[힉스 입자]] 발견'''이 이루어졌다. 한편 매해마다 마지막 한 달 동안 양성자-양성자 충돌이 아닌 납-납 충돌 실험과 같은 중이온 충돌 실험이 진행되었으며, 이건 run 2에서도 똑같이 수행되었다. 2013~2015 초 동안 LS (Long Shutdown)[* 이름으로부터 짐작할 수 있듯이 short shutdown 역시 있다. 이건 매년 말마다 점검 차원으로 가진다.] 1에 돌입했으며 run 2를 위한 업그레이드가 진행되었다. 2015에 작동이 개시되었으며, 이때부터 2018년까지의 작동 기간을 run 2라고 부른다. 에너지는 13 TeV. 다만 2015년 동안의 데이터는 보통 별개로 치는데, 2016년도부터 받은 데이터와는 환경이 다소 다른 탓인 듯. 데이터 수도 2016년도에 받은 양에 비하면 턱없이 적다. 다만 2016년도부터는 휘도도 올리는 등 본격적으로 run 2 가동을 시작하여 엄청난 양의 데이터를 받았다. 위에서 밝혔듯이 2016년도 데이터만 가지고도 테바트론이 9년 동안 받은 데이터의 3배를 받았으니. 그리고 2017년도, 2018년도에도 그보다 좀 더 많은 데이터들을 받았다. 이렇게 해서 총 140 fb^^-1^^[* 실제로 처리된 데이터를 기준으로 하였으며, ATLAS, CMS 둘 다에서 각각 수집한 데이터 양은 다소 다르나 둘 다 대략 140 fb^^-1^^이다.], 혹은 10^^16^^ 번의 양성자-양성자 충돌에 달하는 막대한 데이터를 얻었다. 한편 위에서 밝힌 대로 매해 말마다 한 달 동안 중이온 충돌 실험도 진행하였다. 2018년 12월 초까지 중이온 충돌 실험을 한 것을 끝으로 run 2가 끝나고 LS 2 기간에 돌입하였으며 2년 동안(2019~2020)의 업그레이드 기간을 가졌다. 해당 기간에 많은 검출기 파트들이 추가되었다. 2022년에 4년 동안의 run 3를 시작했다. 2026년부터 3년 동안 LS 3 기간을 가진 다음, 2029년 초 즈음부터 페이즈(phase) 2, 혹은 HL(High-Luminosity)-LHC 기간에 돌입하여 전보다 같은 기간 동안 수십~수백 배나 훨씬 더 많은 데이터를 받는 실험을 할 것이다. 여러 희귀 현상들, 예를 들어 힉스 입자가 뮤온 두 개 혹은 전자 두 개로 붕괴하는 것을 이 기간 동안 보려고 한다.[* 참고로 [[https://indico.cern.ch/event/868940/contributions/3813523/attachments/2082059/3497264/VM_ICHEP_2020_CINCO_v4.pdf|2020 ICHEP에서 run 2 데이터를 모두 들여다 본 결과 3 sigma 수준으로 힉스 입자가 뮤온 두 개로 붕괴되는 증거를 포착]]하긴 했다. [[http://m.dongascience.donga.com/news.php?idx=38818|우리나라 연구진도 이 분석에 많은 힘을 보탰다.]] HL-LHC에서 이를 확실히 관측할 수 있으리라고 기대받는 상황이다.] 물론 더 많은 데이터를 통해 표준 모형 너머의 무언가를 찾는 것도 집중적으로 연구될 것이다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기