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. '금융위·개보위' 때늦은 세종 이전설… 행정수도 남은 퍼즐은
  2. "사방이 막힌다", 서산 석림6통 주민들, 40년 생활도로 통행권 대책 호소
  3. 과천 경마공원 부분 개발… 시민과 노동계 강력 반발
  4. 진주시, 진주성 밤을 빛으로 채운다
  5. "활옥동굴, 폐쇄보다 해법"…이동석 충주시장 '현장행정' 첫 시험대
  1. 논산딸기축제, ‘한국 대표 축제’ 특산물 부문 전국 1위 기염
  2. 대전시 노후계획도시 정비 주민 상담 지원…20일 2차 컨설팅
  3. 천안시 사회복지행정연구회, 11년째 따뜻한 마음 전해
  4. 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡
  5. 서산 해미국제성지 순례방문자센터 새 출발, "세계인이 찾는 평화의 성지로"

헤드라인 뉴스


충남대·공주대 통합교명 ‘충남대’… 대전·공주에 통합본부 둔다

충남대·공주대 통합교명 ‘충남대’… 대전·공주에 통합본부 둔다

충남대학교와 국립공주대학교가 통합 대학의 교명을 '충남대학교'로 결정했다. 법적·행정상 대표주소는 대전으로 정하고 통합본부는 대전과 공주에 두기로 하면서 양 대학의 통합 논의가 구성원 동의 절차를 앞두게 됐다. 양 대학은 지난 13일 제3차 통합위원회를 열고 교명과 본부 위치 등 그동안 논의해 온 주요 쟁점에 대한 잠정 조정안을 마련했다. 통합 과정에서 교명은 양 지역의 이해관계가 맞물린 핵심 쟁점이었다. 특히 공주지역에서는 국립공주대라는 교명이 사라지는 데 대한 우려도 적지 않았다. 양 대학은 이번 통합교명에 대전과 충남을 아우르..

예타 막힌 대전 나노반도체 국가산단…몸집 줄여 재도전
예타 막힌 대전 나노반도체 국가산단…몸집 줄여 재도전

대전시가 산업단지 500만 평 조성 마스터플랜의 핵심이었으나 KDI 예비타당성 조사 문턱을 넘지 못한 '나노반도체 국가산단 조성사업'을 재도전한다. 산단 규모를 축소하고 입주 업종을 확대해 사업성을 확보할 계획이다. 산업단지 기반이 취약해 정부의 반도체 주요 정책에서 대전이 들러리 신세로 전락한 만큼 지역 산업 경쟁력 확보를 위해 속도를 내야 할 시점이다. 17일 중도일보 취재결과, 현재 대전시와 사업시행자인 한국토지주택공사(LH)는 나노반도체 국가 산단 조성사업 예비타당성 조사 연내 재신청을 위해 규모 조정 후 사업 계획을 보완..

10년 후 성장 디딤돌 `7대 프로젝트` 대덕특구 R&D 임무될듯
10년 후 성장 디딤돌 '7대 프로젝트' 대덕특구 R&D 임무될듯

10~20년 후 경제성장 동력이 될 정부의 7대 과학과제로 구성된 시드(SEED) 프로젝트가 대덕연구개발특구 연구기관이 이미 수행 중이거나 중요한 장래 목표를 다수 포함하면서 대덕특구가 다시 중요 역할을 맡을 전망이다. 과학기술정보통신부는 미래성장동력 7대 시드(SEED) 프로젝트를 최근 발표하고 소형모듈원자로(SMR)와 핵융합, 재생에너지 등을 양자, 우주항공, 첨단 바이오와 함께 장래 경제성장 동력 확보를 위한 프로젝트로 선정했다. SMR은 인공지능(AI) 확산과 데이터센터 전력 수요 급증, 탄소중립 목표 달성이라는 과제가 맞물..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 더불어민주당 신임 당 대표에 김민석 더불어민주당 신임 당 대표에 김민석

  • 민주당 전당대회서 고공 시위 민주당 전당대회서 고공 시위

  • 가을옷 입은 마네킹 가을옷 입은 마네킹

  • 광복절 연휴 마지막 날…고속도로 곳곳 정체 광복절 연휴 마지막 날…고속도로 곳곳 정체