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. 與野 행정수도특별법 합의처리로 "세종시 완성" 의지 증명해야
  2. 대전시, 시내버스 이용 에티켓 홍보 확대
  3. 대전서 연이틀 배터리 충전 화재… 전기 이동수단 이용 증가에 '안전주의보'
  4. [문화 톡]노금선 전 MBC 아나운서의 화려한 귀환
  5. ‘인상 vs 동결’ 내일 4차 석유 최고가격제 향방 촉각
  1. 성광진·임전수·이병도·김성근 충청권 민주진보교육감 "초광역 협력 약속"
  2. 맹수석 대전교육감 예비후보 단일화 재논의 제안에 후보들 반응 '싸늘'
  3. [내방] 백동흠 대전경찰청장 등
  4. 안전지도 해도 사고 나면 무조건 교사 책임?…사라지는 학교 현장체험학습
  5. 'IBS 과학문화센터' 일상 속 과학을 만나는 공간으로 자리매김

헤드라인 뉴스


[법의날 기획]`아픈 수용자 곁에 의사를` 시급한 의료처우

[법의날 기획]'아픈 수용자 곁에 의사를' 시급한 의료처우

대전교도소가 새로운 부지를 이전하고 지금의 자리를 어떻게 개발할 것인가에 지역사회 관심이 집중되고 있다. 교도소 이전사업의 착수도 쉬운 일은 아니었지만, 3000명 가까이 수용하는 대전교도소가 새롭게 이전할 때 어떤 교정시설이 되어야 지금보다 더 안전한 사회가 될 것인가 논의는 이뤄지지 않고 있다. 4월 25일 법의날을 앞두고 대전교도소의 현재 수용상황을 점검하고 교정과 교화를 위한 대전교도소의 미래를 그려본다. <편집자 주> [글 싣는 순서] 1. 과밀수용에 고령화… 변화하는 수용환경 2. '아픈 수용자 곁에 의사를' 시급한 의료..

대전 지방선거 광역 및 기초단체장 대진표 완성 전운
대전 지방선거 광역 및 기초단체장 대진표 완성 전운

6·3 지방선거를 40여 일 앞두고 대전 광역 및 기초 단체장 여야 대진표가 완성되면서 전운이 감돌고 있다. 현직 단체장들이 등판 예열을 마치고 본격 링에 오르는 가운데 곳곳에서 '리턴매치'가 성사되며 선거 열기가 빠르게 달아오르고 있다. 2018년 이후 8년 만에 대전에서 3선 구청장이 배출될는지도 촉각이다. 22일 지역 정치권에 따르면, 더불어민주당은 전날 동구청장 후보로 황인호 전 동구청장을, 서구청장 후보로 전문학 전 시의원을 확정했다. 이로써 대전시장과 5개 구청장을 포함한 지역 단체장 선거 구도가 모두 완성됐다. 대전시장..

중동전쟁 여파 나프타 68% 급등… 생산자물가 7개월 연속 상승
중동전쟁 여파 나프타 68% 급등… 생산자물가 7개월 연속 상승

중동전쟁 여파로 나프타 가격이 68% 급등하는 등 생산자물가가 7개월 연속 상승한 것으로 나타났다. 통상 생산자물가가 오르면 시차를 두고 소비자물가에 반영되는 만큼, 향후 물가 상방 압력이 확대될 것으로 전망된다. 22일 한국은행이 발표한 '2026년 3월 생산자물가지수(잠정)'에 따르면, 지난달 생산자물가지수는 125.24(2020=100)로 전월 대비 1.6% 상승했다. 생산자물가는 2025년 9월 이후 7개월 연속 오름세를 보이고 있다. 생산자물가지수가 이처럼 장기간 상승한 것은 환율과 유가가 급등했던 2022년 1~7월 이후..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘에너지 절약 동참해주세요’ ‘에너지 절약 동참해주세요’

  • 자연 속 힐링 요가 자연 속 힐링 요가

  • 실전 같은 소방훈련 실전 같은 소방훈련

  • 도심 속 눈길 사로잡는 영산홍 도심 속 눈길 사로잡는 영산홍