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2015년 04월 10일 07시 12분 KST | 업데이트됨 2015년 04월 10일 07시 12분 KST

우주 탄생을 규명할 강입자가속기가 2년만에 재가동한다

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“축하합니다. 이제 어려운 일이 다시 시작됐습니다.”

일요일인 5일 오전, 유럽입자물리연구소(세른·CERN) 소장인 롤프 호이어 박사가 중앙통제실에 모인 수천명의 연구원과 직원들 앞에서 대형강입자가속기(LHC)의 재가동을 선언했다고 <가디언> 등 외신들이 전했다. 우주 시원의 비밀을 밝히려는 인류의 탐색이 다시 시작된 것이다.

세른은 홈페이지를 통해, 이날 오전 10시41분께 양성자 빔 1개가 가속기 궤도에 오른 데 이어 낮 12시27분께 두번째 양자 빔도 반대 방향으로 돌기 시작했다고 밝혔다. 2013년 초 성능 향상을 위해 가동을 중단한 지 2년여 만이다. 호이어 소장은 “빔이 2년 만에 입자가속기 전체 궤도를 부드럽게 흘러가는 것을 지켜보는 건 환상적이다”라며 흥분을 감추지 않았다.

강입자가속기는 원자핵이나 미립자를 거의 빛의 속도로 충돌시킬 때 생기는 물리현상을 관찰하는 실험 장치다. 우주 탄생의 순간으로 알려진 ‘빅뱅’을 소규모로 재현해, 극고온 상태에서 찰나에 이뤄진 물질의 생성 과정을 직접 들여다보려는 시도다. 세른은 이날 두 개의 양자 빔은 450기가전자볼트(GeV)로 발사됐으며, 앞으로 며칠 동안 시스템을 점검하면서 차츰 가속에너지를 높인다고 설명했다.

cern

성능 보강 작업을 마치고 2년여만인 5일 재가동을 시작한 유럽입자물리연구소(CERN·세른)의 강입자가속기의 일부 장치인 뮤온 관형코일의 모습.

프랑스와 스위스 국경지대에 있는 세른의 입자가속기는 길이 27km, 지름 3m의 거대한 원형 터널 구조다. 지난 2012년 7월 충돌실험에서, 만물에 질량이 부여되는 과정을 설명해주는 ‘신의 입자’인 힉스 보손의 존재를 증명해 입자물리학의 신기원을 세웠다.

세른은 지난 2년 간 입자가속기 터널 안에서 빔의 방향을 조절하는 1만여개의 초전도 자석 연결망과 자석의 초저온 냉각장치 등의 성능을 강화했다고 밝혔다. 또 더 많은 양자 충돌을 유도하기 위한 신기술도 적용했다.

세른은 앞으로 강입자가속기 실험을 통해 더 많은 힉스입자의 발견, 암흑물질과 반물질의 존재 증명, 시공간 이상 고차원과 중력의 관계 규명 등을 기대하고 있다.