How we explore unanswered questions in physics | James Beacham

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez

번역: Yountae Jung 검토: JY Kang

There is something about physics

물리학과 관련해서

that has been really bothering me since I was a little kid.

제가 어릴 때부터 정말 궁금했던 것이 있습니다.

And it's related to a question

바로 그 문제에 대해서

that scientists have been asking for almost 100 years,

과학자들이 거의 100년을 연구했지만

with no answer.

해답은 찾지 못했죠.

How do the smallest things in nature,

자연계에서 가장 작은 물질인

the particles of the quantum world,

양자 세계의 입자가

match up with the largest things in nature --

자연계의 가장 커다란 물질과 어떻게 연결이 되는지

planets and stars and galaxies held together by gravity?

어떻게 행성, 별, 은하가 중력에 의해 서로 묶여있는지에 대한 것이죠.

As a kid, I would puzzle over questions just like this.

어렸던 저는 이런 질문에 정말 생각이 많았습니다.

I would fiddle around with microscopes and electromagnets,

저는 현미경과 전자석을 만지작거리며 놀았고

and I would read about the forces of the small

작은 입자에 작용하는 힘이나 양자 역학에 관한 책도 읽었죠.

and about quantum mechanics

---------------------------------

and I would marvel at how well that description matched up

그리고 관찰 결과가 이론과 너무나 잘 맞아떨어지는 것에

to our observation.

감탄하기도 했습니다.

Then I would look at the stars,

저는 별을 관찰하기도 하고

and I would read about how well we understand gravity,

중력에 대해 우리가 얼마나 잘 알고 있는지에 대한 책도 읽었죠.

and I would think surely, there must be some elegant way

두 시스템을 연결하는 무언가 고상한 방법이 분명히 있을 거라는

that these two systems match up.

확신을 갖게 되었습니다.

But there's not.

그런데 아니었습니다.

And the books would say,

그 책에 의하면

yeah, we understand a lot about these two realms separately,

우리는 두 영역을 분리해서는 너무나 잘 이해하고 있었지만

but when we try to link them mathematically,

그들을 수학적으로 연결하고자 하면

everything breaks.

모든 게 부서지고 맙니다

And for 100 years,

지난 100년간

none of our ideas as to how to solve this basically physics disaster,

이런 기본적인 물리학적 대란의 해결 방법에 대한 개념을

has ever been supported by evidence.

뒷받침할 근거는 전혀 없었습니다.

And to little old me --

그리고 조금 나이가 들고나서

little, curious, skeptical James --

호기심과 의심이 많은 제게는

this was a supremely unsatisfying answer.

이런 대답은 아주 불만족스러웠죠.

So, I'm still a skeptical little kid.

저는 여전히 회의적인 어린 아이입니다

Flash-forward now to December of 2015,

2015년 12월인 지금으로 돌아와서

when I found myself smack in the middle

물리학 세계의 중심에 서 있는

of the physics world being flipped on its head.

완전히 달라진 저 자신을 발견합니다.

It all started when we at CERN saw something intriguing in our data:

유럽입자물리연구소(CERN)에서 뭔가 흥미로운 것을 발견하면서부터였죠.

a hint of a new particle,

새로운 입자에 대한 징후.

an inkling of a possibly extraordinary answer to this question.

그 문제에 대한 의외의 해답을 찾을 가능성을 발견하게 것입니다.

So I'm still a skeptical little kid, I think,

저는 여전히 의심이 많은 어린 아이지만

but I'm also now a particle hunter.

이제는 입자 사냥꾼이기도 합니다.

I am a physicist at CERN's Large Hadron Collider,

저는 CERN의 강입자충돌기를 다루는 물리학자입니다.

the largest science experiment ever mounted.

역대 가장 큰 규모의 과학 실험장비죠.

It's a 27-kilometer tunnel on the border of France and Switzerland

이 장비는 프랑스와 스위스 국경에 있는 27 km의 터널로서

buried 100 meters underground.

지하 100 m 깊이에 있습니다.

And in this tunnel,

그리고 이 터널 안에

we use superconducting magnets colder than outer space

바깥보다 낮은 온도로 초전도 자기장을 일으킵니다.

to accelerate protons to almost the speed of light

양자를 빛의 속도에 가깝게 가속시키기 위해서죠.

and slam them into each other millions of times per second,

그리고 그 양자들을 초당 수백만 번 충돌시킵니다.

collecting the debris of these collisions

이 충돌의 파편들을 모아

to search for new, undiscovered fundamental particles.

발견되지 않은 새로운 기본 입자들을 찾아냅니다.

Its design and construction took decades of work

이 실험 시설을 설계하고 건설하기까지 수십 년이 걸렸고

by thousands of physicists from around the globe,

전세계 수천 명의 물리학자들이 참여했습니다.

and in the summer of 2015,

그리고 2015년 여름까지

we had been working tirelessly to switch on the LHC

우리는 강입자충돌기(LHC)의 가동을 위해 쉼없이 일해왔습니다.

at the highest energy that humans have ever used in a collider experiment.

지금까지의 충돌 실험 중에서 가장 높은 에너지 상태의 충돌을 위해서였죠.

Now, higher energy is important

충돌 에너지를 높이는 것은 매우 중요합니다.

because for particles, there is an equivalence

에너지와 입자의 질량 사이에는

between energy and particle mass,

평형이 존재하기 때문이죠.

and mass is just a number put there by nature.

질량은 자연적으로 갖게 되는 숫자에 불과합니다.

To discover new particles,

새로운 입자를 발견하려면

we need to reach these bigger numbers.

우리는 더 큰 숫자에 도달해야 합니다.

And to do that, we have to build a bigger, higher energy collider,

이를 위해서 더 크고 높은 에너지 충돌기를 만들어야 하죠.

and the biggest, highest energy collider in the world

세계에서 가장 크고 가장 높은 에너지 충돌기가 바로

is the Large Hadron Collider.

강입자충돌기(LHC)입니다.

And then, we collide protons quadrillions of times,

이걸로 우리는 1000조 회의 양자 충돌시험을 실시했습니다.

and we collect this data very slowly, over months and months.

그리고 수개월 동안 매우 천천히 자료들을 수집했습니다.

And then new particles might show up in our data as bumps --

그리고 충돌로 인해 새로운 입자가 나타나면

slight deviations from what you expect,

예측대로 약간의 편차를 보이게 되죠.

little clusters of data points that make a smooth line not so smooth.

곡선을 벗어나는 계측점들이 나타나는 것입니다.

For example, this bump,

예를 들어, 이 폭발에서는

after months of data-taking in 2012,

2012년에 몇 달 동안 수집한 자료로부터

led to the discovery of the Higgs particle --

새로운 힉스 입자가 발견되었습니다.

the Higgs boson --

힉스 보손이라고도 하죠.

and to a Nobel Prize for the confirmation of its existence.

그리고 그 존재를 확인함으로써 노벨상을 수상했습니다.

This jump up in energy in 2015

2015년에는 에너지를 더 올려

represented the best chance that we as a species had ever had

새로운 입자를 발견하는 인류가 될

of discovering new particles --

가장 좋은 기회를 얻었습니다.

new answers to these long-standing questions,

오래 지속되어 온 질문에 대한 새로운 대답을 얻을 것입니다.

because it was almost twice as much energy as we used

힉스 보손을 발견할 떄 사용한 에너지의

when we discovered the Higgs boson.

거의 두 배에 달하기 때문이죠.

Many of my colleagues had been working their entire careers for this moment,

수많은 저의 동료들은 이 순간을 위해 헌신적으로 일해왔습니다.

and frankly, to little curious me,

그리고 솔직히, 호기심이 많은 저도

this was the moment I'd been waiting for my entire life.

이 순간을 평생 기다려왔습니다.

So 2015 was go time.

그래서 2015년에 시작할 때가 되었고

So June 2015,

2015년 6월에

the LHC is switched back on.

LHC를 다시 가동시켰습니다.

My colleagues and I held our breath and bit our fingernails,

제 동료들과 저는 숨을 멈추고 손톱을 물어 뜯고 있었죠.

and then finally we saw the first proton collisions

그리고 마침내 첫번째 양자 충돌이 일어났습니다.

at this highest energy ever.

지금까지 가장 높은 에너지였죠.

Applause, champagne, celebration.

박수치며 샴페인과 축하가 이어졌습니다.

This was a milestone for science,

이는 과학계의 획기적인 사건이었습니다.

and we had no idea what we would find in this brand-new data.

그리고 이 새로운 자료에서 무엇을 찾을 수 있을지 알 수 없었죠.

And then a few weeks later, we found a bump.

그리고 몇 주 후, 폭발을 발견했습니다.

It wasn't a very big bump,

아주 큰 폭발은 아니었지만

but it was big enough to make you raise your eyebrow.

충분히 놀랄만한 규모였죠.

놀라움의 정도를 1부터 10까지라고 한다면

But on a scale of one to 10 for eyebrow raises,

if 10 indicates that you've discovered a new particle,

그러니까 10이 새로운 입자의 발견을 의미한다면

이 놀라움은 4쯤 되겠군요.

this eyebrow raise is about a four.

(Laughter)

(웃음)

I spent hours, days, weeks in secret meetings,

저는 비공개 회의에 수없이 많은 시간을 투자했습니다.

arguing with my colleagues over this little bump,

저의 동료들과 이 작은 폭발에 대해 논쟁하며

poking and prodding it with our most ruthless experimental sticks

실험 막대로 사정없이 찔러 보듯이

to see if it would withstand scrutiny.

정밀조사 단계를 거쳤습니다.

But even after months of working feverishly --

그렇게 열정적으로 일한 몇 달 동안은

sleeping in our offices and not going home,

집 대신에 사무실에서 잠을 잤고

candy bars for dinner,

저녁을 초코바로 때우고

coffee by the bucketful --

커피만 엄청 많이 마셨죠.

physicists are machines for turning coffee into diagrams --

물리학자는 커피로 도표를 만드는 기계거든요.

(Laughter)

(웃음)

This little bump would not go away.

이 작은 폭발은 그리 멀리 가지 않습니다

So after a few months,

그래서 몇 달 후

we presented our little bump to the world with a very clear message:

우리는 매우 분명한 설명을 덧붙여 이 작은 폭팔을 세상에 공개했습니다.

this little bump is interesting but it's not definitive,

이 작은 폭발은 흥미롭지만 확정적인 것은 아니라는 거였죠.

so let's keep an eye on it as we take more data.

일단은 이것에 주목하고 더 많은 자료를 살펴봐야 한다는 거였습니다.

So we were trying to be extremely cool about it.

우리도 이 사실을 인정하려 애썼죠.

And the world ran with it anyway.

세계의 반응은 이러했습니다.

The news loved it.

뉴스는 이를 매우 흥미롭게 여겼죠.

People said it reminded them of the little bump

사람들은 이것이 이전의 작은 폭발을 상기시킨다고 말했습니다.

that was shown on the way toward the Higgs boson discovery.

힉스 보손을 발견할 때에 나타났던 그 폭발 말이죠.

Better than that, my theorist colleagues --

그리고 그보다 제 이론가 동료들은

I love my theorist colleagues --

정말 사랑스럽게도

my theorist colleagues wrote 500 papers about this little bump.

이 작은 폭발에 관해 500편의 논문을 발표했습니다.

(Laughter)

(웃음)

The world of particle physics had been flipped on its head.

입자 물리학의 세계는 완전히 뒤바뀌었습니다.

But what was it about this particular bump

그런데 수천 명의 물리학자들이 열광한

that caused thousands of physicists to collectively lose their cool?

이 독특한 폭발은 무엇이었을까요?

This little bump was unique.

이 작은 폭발은 독특합니다.

This little bump indicated

이 폭발은

that we were seeing an unexpectedly large number of collisions

우리가 예상하지 못한 커다란 충돌을 의미합니다.

whose debris consisted of only two photons,

그 파편은 오직 두 개의 광자로 구성됩니다.

two particles of light.

즉, 두 개의 빛의 입자죠.

And that's rare.

이건 매우 드뭅니다.

Particle collisions are not like automobile collisions.

입자 충돌은 자동차 충돌과는 다릅니다.

They have different rules.

다른 규칙을 따르죠.

When two particles collide at almost the speed of light,

두 입자가 거의 광속으로 충돌할 때는

the quantum world takes over.

양자의 세계가 지배하게 됩니다.

And in the quantum world,

그리고 이 양자의 세계에서는

these two particles can briefly create a new particle

이 두 입자가 간단히 새로운 입자를 만들어내죠.

that lives for a tiny fraction of a second

그 입자는 1초의 아주 짧은 순간만 존재합니다.

before splitting into other particles that hit our detector.

다른 입자로 쪼개져서 감지기에 도달하기 전까지만 존재하죠.

Imagine a car collision where the two cars vanish upon impact,

자동차 충돌을 상상해보세요.

두 대의 차가 충격의 여파로 사라지고 그 자리에 자전거가 나타나는 거죠.

a bicycle appears in their place --

(Laughter)

(웃음)

And then that bicycle explodes into two skateboards,

그리고 자전거가 폭발해서 두 개의 스케이트보드가 되고

which hit our detector.

감지기에 도달하는 겁니다.

(Laughter)

(웃음)

Hopefully, not literally.

말하자면 그렇다는 거죠.

They're very expensive.

그들은 매우 비싸요.

Events where only two photons hit out detector are very rare.

오직 두 광자만 검출되는 경우는 매우 드뭅니다.

And because of the special quantum properties of photons,

광자의 특별한 양자 특성 때문에

there's a very small number of possible new particles --

새로운 입자가 탄생할 가능성은 매우 적습니다.

these mythical bicycles --

신비의 자전가있어야

that can give birth to only two photons.

오직 두 광자가 탄생할 수 있죠.

But one of these options is huge,

그러나 선택지는 매우 다양하고

and it has to do with that long-standing question

오랜 문제를 고려해야 합니다.

that bothered me as a tiny little kid,

어린 시절에 저를 힘들게 했던

about gravity.

중력에 관한 문제죠.

Gravity may seem super strong to you,

중력을 굉장히 큰 힘으로 생각하시겠지만

but it's actually crazily weak compared to the other forces of nature.

사실은 자연계의 다른 힘과 비교하면 너무나 약한 힘입니다.

I can briefly beat gravity when I jump,

단순히 뛰는 것만으로 중력을 쉽게 이길 수 있죠.

but I can't pick a proton out of my hand.

하지만 제 손에서 양자를 떼어낼 수는 없습니다.

The strength of gravity compared to the other forces of nature?

중력을 자연계의 다른 힘과 비교해볼까요?

It's 10 to the minus 39.

10의 -39승 정도 수준입니다.

That's a decimal with 39 zeros after it.

소수점 아래 0이 39개나 있죠.

Worse than that,

설상가상으로

all of the other known forces of nature are perfectly described

자연계의 다른 알려진 모든 힘은 완벽히 설명이 됩니다.

by this thing we call the Standard Model,

표준 모형이라는 것을 이용하면 가능하죠.

which is our current best description of nature at its smallest scales,

자연계의 아주 작은 힘까지 완벽하게 설명할 수 있습니다.

솔직히 말해서

and quite frankly,

인간의 가장 성공적인 업적 중 하나입니다.

one of the most successful achievements of humankind --

except for gravity, which is absent from the Standard Model.

그런데 표준 모형에는 중력이 빠져있습니다.

It's crazy.

말도 안되죠.

It's almost as though most of gravity has gone missing.

여기서는 중력 대부분이 사라진 것으로 봅니다.

We feel a little bit of it,

우리는 중력을 느끼지만

but where's the rest of it?

다른 것들은요?

No one knows.

아무도 모르죠.

But one theoretical explanation proposes a wild solution.

그런데 어느 이론적 설명이 급진적인 해법을 제시합니다.

You and I --

여러분과 저는

even you in the back --

심지어 뒤에 계신 분도요.

we live in three dimensions of space.

우리는 모두 3차원 공간에 살고 있죠.

I hope that's a non-controversial statement.

다들 여기에는 이견이 없기를 바랍니다.

(Laughter)

(웃음)

All of the known particles also live in three dimensions of space.

알려진 모든 입자들 또한 3차원 공간에 존재합니다.

In fact, a particle is just another name

사실 입자는 다른 이름은

for an excitation in a three-dimensional field;

3차원 공간에서의 여기작용인데요.

a localized wobbling in space.

공간에서의 국부적 진동을 말합니다.

More importantly, all the math that we use to describe all this stuff

더 중요한 점은, 우리가 사용하는 모든 수학에서는

assumes that there are only three dimensions of space.

3차원 공간만 존재한다고 가정합니다.

But math is math, and we can play around with our math however we want.

그러나 수학은 수학이고, 우리는 우리 마음대로 수학을 다루죠.

And people have been playing around with extra dimensions of space

그래서 사람들은 또 다른 차원의 공간을 가지고 놀았습니다.

for a very long time,

꽤 오랫동안 그래왔죠.

but it's always been an abstract mathematical concept.

그러나 이건 추상적인 수학 개념입니다.

I mean, just look around you -- you at the back, look around --

말하자면, 주위를 한 번 보세요.

there's clearly only three dimensions of space.

확실히 3차원 공간이잖아요.

But what if that's not true?

그러나 만약 그렇지 않다면요?

What if the missing gravity is leaking into an extra-spatial dimension

만약 사라진 중력이 추가적인 공간의 차원으로 새고 있는 거라면요?

that's invisible to you and I?

여러분과 저의 눈에 띄지 않고 말이죠.

What if gravity is just as strong as the other forces

만약 이 추가적인 공간의 차원에서 보았을 때

if you were to view it in this extra-spatial dimension,

중력이 다른 힘보다 강력하다면요?

and what you and I experience is a tiny slice of gravity

우리는 중력의 아주 작은 일부만 느끼고 있어서

make it seem very weak?

단지 약해 보이는 거라면 어떨까요?

If this were true,

만약 정말 그렇다면

we would have to expand our Standard Model of particles

입자의 표준 모형을 확장시켜야 할 겁니다.

to include an extra particle, a hyperdimensional particle of gravity,

추가적인 입자, 즉 초월 차원의 중력 입자를 포함시켜야 하죠.

a special graviton that lives in extra-spatial dimensions.

추가적인 공간 차원에 존재하는 특별한 중력입니다.

I see the looks on your faces.

여러분을 보고 있자니

You should be asking me the question,

이런 질문을 하려는 것 같네요.

"How in the world are we going to test this crazy, science fiction idea,

"이런 정신나간 공상과학 이론을 어떻게 실험하겠다는거지?

stuck as we are in three dimensions?"

우리는 3차원 공간에 갇혀있잖아!"

The way we always do,

우리가 늘 하는 방법이 있죠.

by slamming together two protons --

두 개의 양자를 서로 부딪혀보는 겁니다.

(Laughter)

(웃음)

Hard enough that the collision reverberates

입자를 충분히 세게 충돌시켜

into any extra-spatial dimensions that might be there,

존재할지 모르는 추가적 공간의 차원을 울리게 만드는 겁니다.

momentarily creating this hyperdimensional graviton

순간적으로 이 초월 차원의 중력을 만들어내는 거죠.

that then snaps back into the three dimensions of the LHC

그리고 3차원의 LHC로 돌아와서

and spits off two photons,

그리고 두 개의 광자를 뱉어냅니다.

two particles of light.

두 개의 빛의 입자를 뱉어내죠.

And this hypothetical, extra-dimensional graviton

그리고 이 가상의 초월 차원의 중력이

is one of the only possible, hypothetical new particles

바로 유일한 가상의 새로운 입자입니다.

that has the special quantum properties

특별한 양자 특성을 가지며

that could give birth to our little, two-photon bump.

두 광자의 작은 폭발을 일으켜 줄 입자죠.

So, the possibility of explaining the mysteries of gravity

그래서 중력의 비밀을 설명할 수 있고

and of discovering extra dimensions of space --

또다른 차원의 공간을 발견할 가능성은

perhaps now you get a sense

다들 눈치채셨겠지만

as to why thousands of physics geeks collectively lost their cool

수천 명의 물리학자들이 열광한

over our little, two-photon bump.

이 작은 두 양자의 충돌에서 찾을 수 있습니다.

A discovery of this type would rewrite the textbooks.

이것을 발견하기만 하면 교과서를 새로 써야 할 겁니다.

But remember,

그런데 기억해두세요.

the message from us experimentalists

현재 이런 작업을 하고 있는 우리들 연구자들의 메세지는 매우 분명합니다.

that actually were doing this work at the time,

was very clear:

우리는 더 많은 자료가 필요합니다.

we need more data.

With more data,

더 많은 자료를 얻게 되면

the little bump will either turn into a nice, crisp Nobel Prize --

작은 폭발이 아주 근사하고 따끈따끈한 노벨상으로 바뀌겠죠.

(Laughter)

(웃음)

Or the extra data will fill in the space around the bump

아니면 그 폭발 주변의 공간을 추가적인 자료가 채워주겠죠.

and turn it into a nice, smooth line.

그러면 근사하고 부드러운 곡선으로 바뀔 겁니다.

So we took more data,

그래서 우리는 더 많은 자료를 모았습니다.

and with five times the data, several months later,

그리고 수 개월 후, 자료가 5배로 늘었고

our little bump

우리의 작은 폭발은

turned into a smooth line.

부드러운 곡선으로 바뀌었습니다.

The news reported on a "huge disappointment," on "faded hopes,"

뉴스는 "커다란 실망" 또는 "사라진 희망"으로 보도했죠.

and on particle physicists "being sad."

그리고 입자 물리학자들은 우울했습니다.

Given the tone of the coverage,

이런 보도가 쇄도하면

you'd think that we had decided to shut down the LHC and go home.

다들 우리가 LHC 가동을 중단하고 집에 갔을 거라 생각하겠죠.

(Laughter)

(웃음)

But that's not what we did.

그러나 우리는 그러지 않았습니다.

But why not?

왜 그랬을까요?

I mean, if I didn't discover a particle -- and I didn't --

제가 만약 입자를 발견하지 못했다면-- 실제로 못했죠.

if I didn't discover a particle, why am I here talking to you?

입자를 발견하지 못했으면서도 왜 이 자리에 서 있는 걸까요?

왜 부끄러움에 고개를 떨구고

Why didn't I just hang my head in shame

and go home?

집에 가지 않았을까요?

Particle physicists are explorers.

입자 물리학자들은 탐험가들입니다.

And very much of what we do is cartography.

우리가 하는 일의 대부분은 지도를 만드는 일입니다.

Let me put it this way: forget about the LHC for a second.

이렇게 말해보죠. LHC는 잠시 접어두고요.

여러분이 우주 탐험가로서 가까운 행성에 도착했다고 상상해보세요.

Imagine you are a space explorer arriving at a distant planet,

searching for aliens.

외계인을 찾아다니면서요.

What is your first task?

여러분의 첫 임무가 뭘까요?

To immediately orbit the planet, land, take a quick look around

즉시 행성을 주위를 돌다가 착륙해서 주변을 살펴보겠죠.

for any big, obvious signs of life,

뭔가 생명체에 대한 중요하고 분명한 증거를 찾을 겁니다.

and report back to home base.

그리고 본부에도 보고해야겠죠.

That's the stage we're at now.

우리는 바로 그 단계에 있습니다.

We took a first look at the LHC

우리는 LHC를 조사합니다.

for any new, big, obvious-to-spot particles,

무언가 새롭고 중요하고 분명한 입자를 찾기 위해서죠.

and we can report that there are none.

그리고 아무것도 없음을 보고할 수 있습니다.

We saw a weird-looking alien bump on a distant mountain,

우리는 아주 먼 산에서 이상한 폭발을 보았습니다.

but once we got closer, we saw it was a rock.

그러나 가까이 다가갔을 때 그것이 돌이라는 걸 알았죠.

But then what do we do? Do we just give up and fly away?

그러면 다음에 할 일은 뭐죠? 포기하고 날아가 버릴까요?

Absolutely not;

당연히 아닙니다.

we would be terrible scientists if we did.

만약 그랬다면 우리는 형편없는 과학자들이겠죠.

No, we spend the next couple of decades exploring,

아닙니다. 우리는 그 뒤 20년간 연구에 착수했습니다

mapping out the territory,

그 지역의 지도를 그리고

sifting through the sand with a fine instrument,

아주 훌륭한 도구로 모래를 걸러내고

peeking under every stone,

돌 하나하나를 들어보고

drilling under the surface.

표면을 뚫어보기도 했습니다.

New particles can either show up immediately

즉시 새로운 입자들이

크고 분명한 폭발로 바로 나타나거나

as big, obvious-to-spot bumps,

or they can only reveal themselves after years of data taking.

아니면 수년간 자료를 수집한 뒤에야 드러날지도 모릅니다.

Humanity has just begun its exploration at the LHC at this big high energy,

인류는 크고 높은 에너지의 LHC로 이제 막 탐구를 시작했습니다.

and we have much searching to do.

그리고 아직도 찾을 것이 많아요.

But what if, even after 10 or 20 years, we still find no new particles?

그런데 10년이나 20년 후에도 새 입자를 찾지 못하면 어떡하죠?

We build a bigger machine.

우리는 더 큰 기계를 만들 겁니다.

(Laughter)

(웃음)

We search at higher energies.

우리는 더 높은 에너지를 찾을 거고요.

We search at higher energies.

보다 더 높은 에너지를 찾을 겁니다.

Planning is already underway for a 100-kilometer tunnel

100km 길이의 터널이 이미 계획되어 있습니다.

that will collide particles at 10 times the energy of the LHC.

LHC의 10배 에너지로 입자를 충돌시킬 수 있습니다.

We don't decide where nature places new particles.

자연이 어디에 새 입자를 두었는지 우리는 모릅니다.

We only decide to keep exploring.

우리는 그저 탐사를 계속할 뿐이죠.

But what if, even after a 100-kilometer tunnel

그러나 만약 100 km 터널 이후에도

or a 500-kilometer tunnel

혹은 500km의 터널 이후에도

or a 10,000-kilometer collider floating in space

혹은 10,000km 충돌기를

지구와 달 사이의 우주에 띄운 뒤에도

between the Earth and the Moon,

we still find no new particles?

새 입자를 찾지 못하면 어떡할까요?

Then perhaps we're doing particle physics wrong.

그러면 아마도 입자 물리학을 잘못 이해하고 있는 거겠죠.

(Laughter)

(웃음)

Perhaps we need to rethink things.

어쩌면 우리는 생각을 바꿔야 할 겁니다.

Maybe we need more resources, technology, expertise

더 많은 비용, 기술, 전문지식이 필요할 겁니다.

than what we currently have.

지금보다 더 많이요.

We already use artificial intelligence and machine learning techniques

우리는 이미 인공지능과 머신러닝 기술을 사용합니다.

in parts of the LHC,

LHC에 일부 적용되었죠.

but imagine designing a particle physics experiment

그러나 입자 물리학 실험 계획을 설계한다고 상상해보세요.

using such sophisticated algorithms

이런 정교한 알고리즘을 사용해서

that it could teach itself to discover a hyperdimensional graviton.

초과 차원의 중력을 발견하도록 스스로 학습할 수 있습니다.

But what if?

그런데 만약에요.

What if the ultimate question:

최종적인 질문입니다.

만약 인공지능으로도 우리 질문에 대한 답을 찾지 못한다면요?

What if even artificial intelligence can't help us answer our questions?

만약 수백년 동안 논의된 질문이

What if these open questions, for centuries,

are destined to be unanswered for the foreseeable future?

장래에도 여전히 해결되지 않을 운명이라면 어떡하죠?

What if the stuff that's bothered me since I was a little kid

어릴 때부터 저를 괴롭혔던 문제들이

is destined to be unanswered in my lifetime?

제가 사는 동안 해결되지 않을 운명이라면 어떡할까요?

Then that ...

그렇다면

will be even more fascinating.

훨씬 더 매력적입니다.

We will be forced to think in completely new ways.

우리는 완전히 새로운 방식으로 생각해야 합니다.

We'll have to go back to our assumptions,

처음 가정했던 이론으로 다시 돌아가서

and determine if there was a flaw somewhere.

어딘가 결함이 있는지 확인해봐야 할 겁니다.

And we'll need to encourage more people to join us in studying science

과학 연구에 더 많은 사람들이 동참하도록 격려해야 할 거예요.

since we need fresh eyes on these century-old problems.

세기에 걸친 이런 문제에는 참신한 눈이 필요하거든요.

I don't have the answers, and I'm still searching for them.

저는 답을 가지고 있지 않아요. 여전히 그것을 찾을 뿐이죠.

But someone -- maybe she's in school right now,

그러나 누군가, 어쩌면 지금 학교에 있을지도 모르고

maybe she's not even born yet --

어쩌면 아직 태어나지도 않았을 그 누군가가

could eventually guide us to see physics in a completely new way,

물리학은 보는 완전히 새로운 길로 우리를 안내할지도 모릅니다.

and to point out that perhaps we're just asking the wrong questions.

그리고 우리 질문이 틀렸다고 지적할지도 모르죠.

Which would not be the end of physics,

그렇게 되면 물리학의 끝이 아닌

but a novel beginning.

새로운 시작이 될 겁니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)