지하 1100m서 우주비밀 캐는 실험실 구축된다

12일 IBS 우주입자연구시설(ARF) 1단계 터널공사 착공식 개최

IBS 지하실험 연구단의 우주입자연구시설 조감도

[아시아경제 김철현 기자] 기초과학연구원(IBS, 원장 김두철)은 지하실험 연구단(단장 김영덕)이 우주입자연구시설(ARF) 구축을 본격적으로 시작한다고 8일 밝혔다. ARF는 강원도 정선군 철광 지하 1100m에 자리 잡을 IBS의 연구시설로 우주의 근원을 탐구하기 위한 공간이다. 착공식은 오는 12일 예미산 일대 한덕철광 광산에서 진행된다.

정선 ARF는 지하실험 연구단이 기존 운영해 온 양양 지하실험시설 보다 400m 깊은 곳에 위치하며, 면적은 10배 이상 큰 2000㎡ 규모로 구축될 계획이다. 이곳에서 연구단은 아직까지 정체를 드러내지 않은 암흑물질의 발견과 유령입자로 불리는 '중성미자'의 질량 측정 및 성질 규명에 도전한다.

IBS에 따르면 암흑물질 검출과 중성미자 질량 측정은 우주의 생성과 구성을 이해하기 위한 핵심요소다. 현대물리학의 최대과제로 꼽히는 만큼 노벨물리학상 0순위 후보로 거론된다. 하지만 암흑물질과 중성미자가 내는 신호는 포착이 매우 어렵기 때문에 잡음이 되는 배경신호를 최대한 줄인 실험 환경이 필요하다. 주변이 조용해야 미세한 소리를 들을 수 있는 원리와 같다. 전 세계 과학자들이 경쟁적으로 지하 깊은 곳에 검출장치를 설치하는 이유다.

지하실험 연구단은 최신 공법을 적용해 이번 연구시설 구축을 위한 만반의 준비를 마쳤으며 최종적으로 2020년 말에 모든 구축을 완료하고 2021년 초부터 중성미자 실험을 필두로 암흑물질 실험 등 우주의 비밀을 파헤치기 위한 실험을 시작할 계획이라고 설명했다. 완공되면 IBS 연구진뿐만 아니라 국내외 연구진이 입주를 희망하고 있어 ARF를 중심으로 융합연구도 활발히 진행될 것으로 예상된다. 그 일환으로 IBS는 한국지질자원연구원과 ARF 공동 활용을 위한 업무협력 협정(MOU)도 체결한다.

김영덕 단장은 "정선 우주입자연구시설 완공은 국내 천체입자물리학 수준을 한 단계 도약시키는 동시에 국내 과학기술 수준이 선진국 반열에 올랐음을 공표하는 계기가 될 것"며 "국내외 연구진의 활발한 공동연구를 토대로 세상을 놀라게 할 새로운 지식이 창출되리라 기대한다"고 말했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr