3-1. 힉스 장 — 우주를 가득 채운 보이지 않는 "풀"

지금까지 우리는 세상을 이루는 가장 작은 조각들 — 쿼크와 렙톤 — 을 만났고, 이 조각들 사이에 힘을 전달하는 입자들 — 광자, 글루온, W·Z 보손 — 도 알아봤어. 자연의 레고 블록과 그 블록을 붙이는 접착제를 모두 살펴본 셈이지.

그런데 여기서 한 가지 정말 이상한 질문이 떠올라.

"입자는 왜 무게가 있을까?"

"그게 무슨 질문이야? 물질이니까 당연히 무게가 있는 거 아니야?" 하고 생각할 수도 있어.

하지만 잠깐. 빛(광자)은 질량이 없어. 정말로 0이야. 반면, 같은 힘을 전달하는 입자인 W 보손과 Z 보손은 양성자보다 80~90배나 무거워! 같은 "힘 전달자" 친구들인데, 누구는 깃털처럼 가볍고(사실 질량이 아예 없고), 누구는 바위처럼 무거운 거야.

왜? 도대체 무엇이 어떤 입자에는 질량을 주고, 어떤 입자에는 질량을 주지 않는 걸까?

이 질문은 "당연한 거 아냐?"로 넘길 수 있는 게 아니야. 사실 이건 물리학자들이 수십 년 동안 잠을 못 잘 정도로 고민했던 수수께끼거든.