초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
LHC에서 발견된 힉스 입자가 구체적으로 어떻게 전자기약력 깨어짐 현상을 일으키는지를 이해하고, 현재 우주 에너지밀도의 23%를 차지하고 있는 암흑물질의 성질을 이해하는 것이 연구목표이다. 이와 동시에 본 연구책임자는 본질적으로 이보다 더 깊은 원론적인 문제인 게이지 계층성 문제를 다른 방법으로 풀 수 있는지 도전하고자 한다. 표준모형의 힉스 포텐셜이 과연 지금의 전자기약력 깨어짐을 설명하는 방법인지 아니면 순전히 양자역학적인 효과로 설명할 수 있는지와 같은 근본적인 질문에 대해 좀 더 체계적인 연구를

□ 연구의 목적 및 내용
LHC에서 발견된 힉스 입자가 구체적으로 어떻게 전자기약력 깨어짐 현상을 일으키는지를 이해하고, 현재 우주 에너지밀도의 23%를 차지하고 있는 암흑물질의 성질을 이해하는 것이 연구목표이다. 이와 동시에 본 연구책임자는 본질적으로 이보다 더 깊은 원론적인 문제인 게이지 계층성 문제를 다른 방법으로 풀 수 있는지 도전하고자 한다. 표준모형의 힉스 포텐셜이 과연 지금의 전자기약력 깨어짐을 설명하는 방법인지 아니면 순전히 양자역학적인 효과로 설명할 수 있는지와 같은 근본적인 질문에 대해 좀 더 체계적인 연구를 해 나갈 예정이며 힉스 입자와 물질-반물질 비대칭의 관련성에 대한 연구도 수행할 예정이다.

□ 연구결과
힉스 입자가 전자기약력의 깨어짐에 어떻게 관여하는지를 이해하는 것은 매우 중요한 문제이다. 표준모형에서 기존의 설명은 초전도체의 Landau-Ginzburg 모형처럼 아무런 이해도 없이 진공기대치를 주는 포텐셜을 적은 것이다. 이와 달리 Coleman-Weinberg mechanism을 이용할 경우 힉스 입자의 질량 항 없이 고에너지에서 시작해서 양자역학적인 효과로 전자기약력의 깨어짐을 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 힉스 입자의 경우 힉스 쌍생성에 관여하는 자체 상호작용의 크기가 포준모형에서 예측한 값보다 커지게 되는데 이로 인해 힉스 자체 상호작용 상수의 측정이 매우 중요한 문제로 떠오르게 된다. Coleman-Weinberg 기작으로 작동하는 이런 종류의 이론들은 매우 강한 전자기 상전이를 특징으로 가지는데, 물질과 반물질의 비대칭을 설명할 수 있는 가능성이 높아진다. LHC의 재가동과 맞물려 언제라도 흥미진진한 데이터가 발표될 경우 그 데이터를 이해해 새로운 이론을 완성하는 연구에 본격적으로 집중하여 750 GeV의 diphoton signal을 설명할 수 있는 좋은 가능성을 제시하였다.
이와 더불어 힉스 입자 이외에 새로운 물리현상이 전혀 발견되지 않고 있는 LHC의 실험 결과를 해석할 수 있는 방법으로 N copy의 표준모형을 가정하는 Nnaturalness를 제안하였다. ILC의 PhysicsWorking Group member로 활동하고 있으며, 본질적인 질문을 미래 가속기와 결부시키기 위한 연구를 지속적으로 수행하였다.

□ 연구결과의 활용계획
힉스 입자의 특성을 이해하고 암흑물질의 실체를 알아내는 것이 앞으로 산업 발전에 혹은 우리의 삶에 어떤 영향을 미칠지에 대해 예측하는 것은 어렵지만 자연에 대한 인류의 이해를 깊게 해 줄 것은 확실하다. 아인슈타인은 '가장 이해하기 힘든 점은 우주가 물리 법칙으로 이해 가능하다는 점이다.'라고 했다. 20세기, 21세기 들어 인류가 자연의 궁극적인 법칙과 우주에 대해 알아낸 사실은 100년전 사람들이 본다면 실로 놀라울 정도다. 그런 면에서 힉스 입자의 특성을 이해하고 암흑물질의 실체를 알아낸다면 이는 유인 우주선을 달에 보낸 것 이상으로 인류 지성의 대단한 성취가 될 것이다. 이와 함께 인류의 지적탐구영역의 최전선인 현대물리학, 특히 입자물리학 이론의 발전에 기여하며 학문후속세대 양성을 통해 학문선진국으로의 도약에 기여할 예정이다.

(출처 : 연구결과 요약문 6p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
The main goal is to understand how the electroweak symmetry breaking occurs from the recently discovered Higgs and to understand the properties of dark matter which is 23% of the universe. The project investigator reconsiders the gauge hierarchy problem and looks for the alter

□ Purpose& contents
The main goal is to understand how the electroweak symmetry breaking occurs from the recently discovered Higgs and to understand the properties of dark matter which is 23% of the universe. The project investigator reconsiders the gauge hierarchy problem and looks for the alternative understanding of the problem and possible solutions. The main focus will be on the study of whether purely quantum mechanical electroweak symmetry breaking is viable and the connection to matter-antimatter asymmetry.

□ Result
To understand how the electroweak symmetry is broken and what is the role of the Higgs boson is the most important problem. We tried to understand the simple Landau-Ginzburg type Higgs potential in terms of quantum corrections a la Coleman-Weinberg mechanism which allows the electroweak symmetry breaking without the mass term from the beginning. The prediction is the different Higgs pair production and the measurement of the Higgs triple coupling will be important in determining which type of the potential is the correct one for the Higgs boson. Strong electroweak phase transistion in the Coleman-Weinberg Higgs potential can explain the matter anti-matter asymmmetry easily compared to the Standard Model. When new unexpected data set is announced from the LHC, we focused on the explaination of the experimental data which is the case for 750 GeV diphoton signal. We proposed that the bound state explanation for 750 GeV can accommodate sizeable width of the signal.
In addition we also proposed N copies of the Standard Model in order to understand the absence of new particles at the weak scale. The work is called ‘Nnaturalness’. The activity for ILC as a PhysicsWorking Group member is continued.

□ Expected Contribution
Our understading of the nature has been deeper after the Higgs discovery. Albert Einsteing said “The most incomprehensible thing in the universe is its comprehensibility.” It is amazing that we achieved this much during the last century. To understand the properties of the Higgs boson and dark matter would be one of the most influencial contribution of human beings comparable to the trip to the moon. The research would be the contribution to the front edge particle physics which will widen the horizon of the human knowledge.

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 6
• 한글요약문 ... 6
• SUMMARY ... 7
• 연구내용 및 결과 ... 9
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 10
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 11
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 11
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 11
• 8. 참고문헌 ... 11
• 9. 연구성과 ... 12
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 12
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 12
• 12. 기타사항 ... 12
• 별첨1. 대 표 연 구 실 적 ... 13
• 끝페이지 ... 24