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빅뱅 후 초기 우주에 관한 새로운 단서 찾았다

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빅뱅 후 초기 우주에 관한 새로운 단서 찾았다

2017.06.11 18:00

“우주의 기원을 밝히기 위해 한국 과학자들이 모여 유럽입자물리학연구소(CERN)의 국제공동연구에 참여한 지 올해로 10년이 됐습니다. 우리 연구진의 성과가 하나, 둘 쌓이면서 이제는 어느 정도 영향력과 기여도가 있는 그룹으로 성장했습니다.”
 
최근 우주 대폭발(빅뱅) 이후 초기 우주에 관한 비밀을 밝힐 새로운 입자물리 현상을 발견한 CERN ‘대형이온충돌실험(ALICE·앨리스)’ 연구단의 한국 연구팀 대표 윤진희 인하대 물리학과 교수는 11일 이처럼 밝혔다. 앨리스 연구단에는 영국 독일 한국 등 세계 45개국 과학자 3000여 명이 참여한다.
 
앨리스 연구단은 기존에 납(Pb)의 ‘핵 간’ 충돌에서 나타났던 ‘기묘(奇妙)입자’ 생성량 증가 현상을 최초로 ‘양성자 간’ 충돌에서도 관측했다고 국제학술지 ‘네이처 피직스’ 6월호에 표지논문으로 발표했다. 이번 성과에는 윤 교수 비롯해 부산대 연세대 등 국내에서도 7개 기관 25명의 과학자가 기여했다.

 
기묘입자는 양성자나 중성자를 구성하는 6종류의 쿼크 중 하나인 ‘기묘쿼크’를 포함한 입자다. ‘기묘’라는 말은 질량이 무거울수록 빠르게 붕괴하는 일반적인 자연현상과 달리, 무거운 질량에 비해 매우 느리게 붕괴하는 특성 탓에 붙었다. 윤 교수는 “기묘입자의 생성량 변화를 측정하면 우주의 초기 상태를 재현하는 데 필요한 정보를 얻을 수 있다”고 설명했다.

 

그는 “이번 연구 성과는 양성자 간 충돌에서는 기묘입자 생성량이 증가하지 않을 것으로 예측했던 기존 이론을 뒤집는 결과로 초기 우주에 관한 새로운 가능성을 제시한 것”이라고 설명했다.
 
한국 연구팀은 2007년부터 앨리스에 참여해 쿼크 질량 및 함량에 따라 변하는 입자의 생성량이나 집단운동을 분석해 왔다. 이를 통해 초기 우주의 물질 상태와 상호작용을 연구하고 있다. 앨리스의 컴퓨팅 기술 중 10%는 한국과학기술정보연구원(KISTI)의 인프라를 활용한다.

 

윤 교수는 “정부 차원의 지원으로 국내 연구자들이 결집해 장기간 안정적으로 연구에 참여할 수 있었다”며 “그 과정에서 퓨렉스, 세정반도체 등 국내 강소기업들이 첨단 연구장비의 성능 개선 연구에 참여할 기회도 얻었다”고 말했다.

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