1. Lab Overview

입자물리학 연구실은 자연을 구성하는 가장 근본적인 입자와 힘의 법칙을 이해하고, 표준모형을 넘어서는 새로운 물리 현상을 탐색하는 연구를 수행한다. 현대 입자물리학은 2012년 힉스 보손의 발견 이후 표준모형의 정밀 검증 단계에 진입하였지만, 중성미자 질량의 기원, 암흑물질의 정체, 우주의 바리온 비대칭, 강한 상호작용의 비섭동적 구조 등 여전히 설명되지 않은 핵심 문제들을 안고 있다. 본 연구실은 이론적 분석, 현상론 연구, 실험 공동연구를 유기적으로 결합하여 이러한 근본 문제에 접근한다.

주요 연구 분야는 표준모형의 정밀 검증, 힉스 물리학, 가속기 물리학, 표준모형을 넘어서는 새로운 물리 이론(Beyond the Standard Model, BSM), 중성미자 물리학, QCD, 제트 물리학, 유효장이론(EFT), 암흑물질, 그리고 우주의 바리온 비대칭 생성 메커니즘이다. 특히 LHC와 차세대 중성미자 실험에서 검증 가능한 새로운 물리 신호를 이론적으로 예측하고, 정밀 측정 자료를 이용하여 새로운 입자와 상호작용의 가능성을 탐색한다.

본 연구실은 고에너지 가속기 실험과 중성미자 실험을 연결하는 국제 공동연구에 참여하고 있다. JSNS² 실험 참여를 통해 짧은 기저선 중성미자 진동 및 비표준 중성미자 현상을 연구하고, DUNE 실험 참여를 통해 장기선 중성미자 진동, 렙톤 부문의 CP 대칭성 위반, 중성미자 질량 계층성 문제를 탐구한다. 또한 LHC 실험의 물리 분석과 관련된 연구를 수행하며, 힉스 물리학, 제트 물리학, 새로운 입자 탐색 등 국제 대형 실험 참여와 연계된 연구 역량을 강화하고 있다.

연구실은 이론과 실험의 경계에서 학생들이 현대 입자물리학의 핵심 도구를 폭넓게 습득하도록 교육한다. 양자장론, 표준모형, 산란단면적 계산, Monte Carlo 시뮬레이션, collider phenomenology, 중성미자 진동 분석, 통계적 데이터 해석, AI 및 머신러닝 기반 물리 분석 등 이론적·계산적·실험적 방법론을 함께 다룬다. 이를 통해 학생들은 국제 공동연구에 참여할 수 있는 실질적 연구 능력을 갖추고, 국내외 대학원·연구소·대형실험 협력그룹에서 활동할 수 있는 전문 연구자로 성장하게 된다.

2. Principal Investigator

박명훈 교수, 김철 교수, 강신규 교수

3. Research Areas

• 표준모형의 정밀 검증과 새로운 물리 탐색

• 힉스 보손의 성질, 힉스 포텐셜, 전기약 대칭성 깨짐 연구

• LHC 및 차세대 가속기에서의 BSM 신호 탐색

• 중성미자 질량, 혼합, CP 위반 및 비표준 상호작용 연구

• QCD, 제트 물리학, parton shower 및 collider observable 연구

• 유효장이론(EFT)을 이용한 정밀 현상론 분석

• 암흑물질 후보와 입자물리적 검증 가능성 연구

• 바리온 비대칭, 렙토제네시스 및 초기 우주 입자물리 연구

• JSNS², DUNE 등 국제 공동연구 참여

4. More

link: