실재하는 우주의 대칭성…태초의 비밀 풀리나

  • 경제/과학
  • IT/과학

실재하는 우주의 대칭성…태초의 비밀 풀리나

유럽핵입자물리연구소 가장 무거운 반물질 대칭성 측정 성공 국내 KISTI 등 6개 기관 소속 연구원 25명 참여, 컴퓨팅 인프라 제공

  • 승인 2015-08-30 13:15
  • 신문게재 2015-08-31 11면
  • 최두선 기자최두선 기자
물리학에서 '대칭성'이란 전하·공간·시간이 반전돼도 이와 상관없이 물리법칙이 통용되는 것을 말한다.

이는 세상이 무엇으로 어떻게 이뤄졌는지를 설명하는 이론인 '표준모형'의 기본 원칙이기도 하다. 표준모형 이론은 물질에는 반드시 그 물질과 질량 등의 물리적 성질은 같지만 전하만 반대로 띠는 반물질도 있다고 설명하고 있다.

대칭성을 확인하려면 물질입자와 반물질입자의 물리적 성질을 측정해 같음을 증명한다.

하지만 이를 위해선 반물질을 충분히 생성시킬 만큼의 고에너지 중이온(원자핵) 충돌, 이를 정밀하게 측정하는 고성능 검출기, 엄밀한 데이터분석 기술 등이 요구된다.

유럽핵입자물리연구소(CERN)는 최근 대형이온충돌실험(ALICE·A Large Ion Collider Experiment)을 통해 여기에 도전했고, 인류 역사상 가장 무거운 반물질의 물리량 정밀 측정에 성공했다. ALICE 실험은 강입자충돌기(LHC)에서 세계 최고 에너지 납이온(납원자핵) 충돌 실험이다.


CERN은 'ALICE 실험, 가벼운 원자핵과 그 반입자의 정밀한 비교에 성공하다'라는 제목의 발표를 통해 고에너지의 중이온(원자핵)끼리의 충돌은 반입자가 입자만큼 풍부했던 우주 탄생 직후와 비슷한 초고온, 초고밀도의 극한 환경(미니빅뱅)을 가능하게 한 ALICE 실험 성공을 알렸다.

연구진은 이 실험에서 입자-반입자의 짝인 중수소원자핵-반중수소원자핵 및 헬륨3워자핵-반헬륨3원자핵을 생성하고, ALICE 검출 장치의 거대 자기장 내에 남긴 궤적의 휘어진 정도, 입자 고유의 에너지 손실, 비행시간의 정밀한 측정 등을 통해 이들 입자와 반입자의 질량/전하량 비율을 정밀 비교했다.

그리고 비교 결과 중수소원자핵-반중수소원자핵, 헬륨3원자핵-반헬륨3원자핵의 질량/전하량 비율 사이에 사실상 차이가 없는 것으로 확인됐다. 이는 반입자들이 뭉쳐 반물질원자핵을 구성한 후에도 엄밀한 대칭성이 존재한다는 것을 의미한다.

이 연구에는 한국을 비롯해 전 세계 137개 기관이 대거 참여했다.

한국에선 부산대(유인권 교수)를 비롯해 강릉원주대, 세종대, 인하대, 연세대, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 등 6개 기관 소속 연구원 25명이 참여했다.

KISTI는 보유하고 있는 CERN 최상위 데이터센터(티어-1, Tier-1)를 통해 필요한 데이터 보관·분석용 컴퓨팅 인프라를 제공, 실험 성공에 기여했다.

연구 결과는 물리학 분야에서 세계 최고 권위를 인정받는 학술지 네이처 피직스지 온라인판 8월17일자에 실렸다.

한국 연구진 대표인 유인권 교수는 “기본 입자들은 물론, 기본입자들이 모여 만든 원자핵에도 반물질인 반원자핵과 엄밀한 대칭성이 나타난다는 사실은 실재하는 우주의 대칭성을 강력히 시사하는 것”이라며 “이번 결과는 우리 연구진이 주도적으로 참여하는 내부궤적장치의 업그레이드 중요성을 다시 한번 알려준다. 앞으로 더 중대한 실험적 결과가 기대된다”고 했다.

유 교수는 또 “KISTI의 티어-1 센터의 기여는 CERN 중요 실험인 ALICE에서 우리 과학기술이 국제적으로 얼마나 중요한 역할을 하는지 보는 사례”라고 덧붙였다.

최두선 기자 cds0817@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전 신세계, 여경래 셰프와 협업한 '구오 만두' 팝업 진행
  2. 정부합동 특별감사반, 농협중앙회·재단 추가 조사
  3. '관광+맛집+숙박' 3박자 갖춘 세종시 전의면에 오면
  4. '제3기 아산시 먹거리위원회' 출범
  5. 아산시, 소외 지역 '그물망식' 하수도망 구축 방침
  1. 아산시, '2026년 장애인일자리사업' 본격 추진
  2. 아산시 온양5동행복키움, '건강 UP , 행복 드림'
  3. ‘광역통합·5극 3특’ 재편, 李 “쉽지 않다… 국민 공감·지지 중요”
  4. 국회세종의사당 밑그림 담을 마스터플랜 국제공모 본격화
  5. 대전·충남 집값 올해 들어 연속 하락세… 세종은 상승 전환

헤드라인 뉴스


대전 충남 통합 입법정국…與野 협치 복원 시급

대전 충남 통합 입법정국…與野 협치 복원 시급

대전 충남 통합 특별법 국회 논의를 코앞에 둔 가운데 충청 여야의 실종된 협치 복원이 시급하다는 목소리가 높다. 재정 지원과 특례 범위 등을 둘러싸고 여야가 사사건건 대립하기 보다는 지금이라도 논의 테이블을 차려 간극을 좁히는 노력이 필요하다는 것이다. 향후 입법과정에서도 강대 강 대치가 계속된다면 통합 동력 저하는 물론 자칫 충청 미래 발전을 위한 골든타임을 놓칠 수도 있기 때문이다. 정치권에 따르면 더불어민주당은 이번 주 대전 충남 통합과 관련한 특별법을 발의할 계획이다. 6·3 지방선거 통합단체장 선출, 7월 1일 공식 출범이..

"아이들 많은 주거권에 345㎸ 고압선 납득 안돼" 대전 노은동 주민들 반발
"아이들 많은 주거권에 345㎸ 고압선 납득 안돼" 대전 노은동 주민들 반발

한국전력이 충남 계룡시에서 천안까지 345㎸ 초고압 전력선 2회선의 최종 노선을 111명으로 재구성될 입지선정위원회를 통해서 결정할 예정으로 주민대책위원회가 추천한 인사가 위원회에 참가시켜 달라는 요구가 제시됐다. 한전은 최적경과대역에 폭이 좁은 곳에서는 후보 노선 2개, 폭이 넓은 구역에서는 3~4개의 후보 노선을 위원회에 제시해 최종 노선을 올 상반기 결정한다는 방침이다. 한국전력공사는 23일 오전 11시 대전 유성구 노은3동 주민센터에서 '신계룡~북천안 송전선로 건설사업' 주민설명회를 개최했다. 계룡시 두마면 신계룡 변전소부터..

이 대통령 "양도소득세 중과 연장 고려 안 해"… 똘똘한 한채 서울 쏠림 우려
이 대통령 "양도소득세 중과 연장 고려 안 해"… 똘똘한 한채 서울 쏠림 우려

이재명 대통령이 상반기 종료 예정인 다주택자 양도소득세 중과 배제 조치와 관련해 연장 가능성을 일축했다. 다만 다주택자들이 '똘똘한 한 채' 전략에 따라 비규제지역부터 매도에 나설 가능성이 커진 만큼, 지방 부동산 시장이 타격을 받을 수 있다고 우려한다. 이 대통령은 23일 SNS에 "5월 9일 만기인 다주택자 양도세 면제 연장은 전혀 고려하지 않고 있다"고 못 박았다. 그동안 정부는 다주택자 양도세 중과 유예 여부를 확정하지 않았다는 입장이었으나 대통령이 직접 교통정리를 한 셈이다. 이는 양도세 중과 제도를 활용해 시장으로 매물을..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 강추위에 얼어붙은 인공폭포 강추위에 얼어붙은 인공폭포

  • 100도 달성한 사랑의 온도탑과 무료배식의 긴 줄 100도 달성한 사랑의 온도탑과 무료배식의 긴 줄

  • 코스피, 코스닥 상승 마감…‘천스닥을 향해’ 코스피, 코스닥 상승 마감…‘천스닥을 향해’

  • 강추위 녹이는 모닥불 강추위 녹이는 모닥불