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. 세종 행정수도특별법, 9월 논의 불발… 국감 이후 격랑 속으로
  2. 대전시 트램 공사에 버스전용차로 축소 대책마련 시급
  3. 부산 영도 아이들이 고른 53곳, 한 장의 지도로
  4. 전기연 원장에 강상희교수·원자력연 원장에 정우식 교수 선임
  5. 제8대 세종경찰청장에 김보준 안보수사심의관 임명... 경찰청 경무관 인사 단행
  1. 기계연 공기정화 자동차는 연비저감 1% 어떻게?…별도의 송풍장치 없어 가능
  2. 서산해미읍성, 600년 시간의 문 활짝, "서산의 맛과 사람들 한자리에"
  3. 홍인숙 시인, 세 번재 시집 '너없는 이곳에 꽃은 여전하고' 출간
  4. 출범 100일 앞둔 '조상호 세종시정부', 재정난 뚫고 도약 주목
  5. 2027 수능 앞두고 과목별 유불리 커져…9월 모평

헤드라인 뉴스


박수현·허태정 "미래대응기금 신설에 따른 지방재정 축소 우려"

박수현·허태정 "미래대응기금 신설에 따른 지방재정 축소 우려"

정부의 미래대응기금 신설 및 지출 구조조정 추진에 따라 지방재정 축소 우려가 증폭되는 가운데, 박수현 충남지사와 허태정 대전시장이 미래대응기금 내 지방 배분 비중 확대와 지방의 자율적 재정운용권 보장을 위한 제도개선을 여당에 공식 건의했다. 박수현 충남지사와 허태정 대전시장은 29일 서울 국회의원회관에서 열린 '미래대응기금 및 지방교부세 개편 당정협의회'에 참석해 정부·여당을 향해 지방재정 안정화 대책 마련을 강력히 촉구했다. 박수현 지사는 초고령화와 인구 감소, 인공지능(AI)·첨단산업 전환 등 대격변기에 추가 세수를 미래성장동력..

`국립청주해양과학관` 미리 가보니, "기대 이상 콘텐츠"… 새 명소 노크
'국립청주해양과학관' 미리 가보니, "기대 이상 콘텐츠"… 새 명소 노크

전국 최초의 내륙권 국립해양과학관이 29일 청주시 청원구에 문을 열면서, 새로운 명소 탄생을 노크하고 있다. 이날 중도일보 기자가 개관 현장을 가본 결과, 머릿 속으로 그린 것 이상의 그림이 그려졌다. 이날 함께한 다수의 인사들과 방문객들도 같은 반응을 보였고, 이후 가족들과 재방문을 예고했다. 충북 청주시 청원구에 위치한 국립청주해양과학관은 2011년부터 장기간 정부의 예비타당성 검토를 거쳐 2019년 본궤도에 올랐고, 그동안 총사업비 983억 원 투입으로 이날 개관했다. 시설은 연면적 1만 4980 ㎡에 지하 1층~지상 3층 규..

충청권 4개 시도지사 재산신고, 최대 28억 차이… 허태정 시장 5억 4539만 신고
충청권 4개 시도지사 재산신고, 최대 28억 차이… 허태정 시장 5억 4539만 신고

공직자 재산이 공개된 가운데 충청권 4개 시·도지사의 신고 재산은 28억 원 이상 차이가 난 것으로 나타났다. 이번 공개 대상은 6·3 지방선거 당선자 가운데 새롭게 재산등록 의무가 발생한 신규 선출직 공직자로, 초선 여부와 관계없이 재선 등으로 기존 재산등록 의무가 계속되는 당선자는 이번 수시공개 대상에서 제외됐다. 29일 정부공직자윤리위원회가 공개한 6·3 지방선거 신규 선출직 공직자 재산등록사항에 따르면 허태정 대전시장은 5억 4539만 1000원의 재산을 신고했다. 허 시장은 배우자 명의 대전 유성구 노은동 아파트 1채 4억..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘나이는 숫자일 뿐’ ‘나이는 숫자일 뿐’

  • ‘개점휴업 언제까지’…구민들 의회 정상화 촉구 ‘개점휴업 언제까지’…구민들 의회 정상화 촉구

  • 10월부터 안전모 미착용 집중단속…벌점 10점도 부과 10월부터 안전모 미착용 집중단속…벌점 10점도 부과

  • ‘다시, 집으로’ ‘다시, 집으로’