국내 교수 이름 딴 첫 '우주입자' 발견 가능성에 관심

CERN, 가속기 재가동에 눈길

▲유럽입자물리학연구소.

[아시아경제 정종오 기자] 우리나라 교수의 이름을 딴 우주입자가 발견될 것으로 기대돼 관심을 모으고 있다. 세계 최대 입자물리학연구소인 유럽입자물리연구소(CERN)가 거대강입자가속기(LHC)의 충돌 에너지 확충을 끝내고 올해 재가동에 들어갔다. 이론 물리학의 권위자 중 한 명인 조용민 건국대 석학교수가 예측한 물리학 역사상 최초의 위상학적 소립자이자 한국인의 이름이 붙은 첫 우주입자인 '조-마이슨 자기홀극(Cho-Maison monopole)' 발견 가능성이 높아졌다. 조-마이슨 자기홀극은 조 교수와 독일의 마이슨 교수가 예측한 입자이다.

CERN은 우주 탄생의 비밀을 밝히는 열쇠로 알려진 '힉스 입자'의 존재를 입증하는 데 결정적 기여를 한 입자물리학 연구소이다. 우주 생성의 근원을 밝히기 위해 2009년부터 지하 100ｍ 깊이에 설치된 둘레 길이 27㎞의 세계 최대 입자충돌장치 LHC를 가동하고 있다. 에너지 용량을 배로 확충하기 위해 가동을 중단했던 LHC (Large Hadronic Collider)의 성능 개선 작업을 완료하고 올해 3월부터 3년 동안 재가동을 시작한다.

CERN은 최근 개선된 LHC의 시험운전을 통해 충돌 에너지를 기존의 2배인 14테라전자볼트(TeV. 1TeV=1조eV)로 끌어올렸다. 관측 정밀도를 10배 높였다. 이 에너지는 지금까지 어떤 입자가속기도 달성하지 못한 것으로 2012년 '신의 입자'에 이어 '조-마이슨 자기홀극' 등 또 다른 우주 탄생의 비밀을 밝혀낼지 주목 된다.

조용민 건국대 석학교수는 "CERN 에서 미국, 영국, 독일, 이탈리아 등 전 세계 20여 대학과 연구소가 공동으로 7번째 검출기 MoEDAL (Monopole and Exotics Detector at LHC)을 만들어 조-마이슨 자기홀극 (Cho-Maison monopole) 을 발견하기 위한 실험을 하고 있는데 강입자가속기의 에너지 업그레이드가 끝나는 올해 3월 LHC가 재가동 되면 이 자기홀극이 발견될 가능성이 매우 높다"고 말했다.

▲조용민 건국대 교수.[사진제공=건국대]

조 교수는 "'신의 입자'로 불리는 힉스입자 발견이 주목받은 이유는 이 힉스입자 발견으로 전자기력과 약력을 통합한 표준모형이 완전히 검증된 것이라고 보았기 때문"이라며 "표준모형이 맞다면 조-마이슨 자기홀극은 반드시 존재해야 하므로 이 홀극의 발견이야 말로 표준모형의 마지막 검증이 되는 만큼 힉스입자의 발견보다 훨씬 더 중요하다"고 강조했다.

CERN 측은 "더 큰 에너지 용량을 갖춘 LHC가 물리학과 미래의 과학 발전을 위한 새 지평을 열 것"이라며 "자연이 우리를 위해 숨겨놓고 있는 것들을 발견하기를 기대한다"고 설명했다. 이번 재가동으로 물리학계는 조-마이슨 홀극과 함께 암흑물질, 암흑에너지, 물질-반물질 비대칭과 같은 우주의 다양한 수수께끼를 추적하는 데 큰 도움을 받을 것으로 기대하고 있다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr