거대강입자가속기팀 '1천조분의 1m' 초 미시세계 탐사 성공

한국 참여 CERN 연구팀, 강입자 간 강한 상호작용 측정

희귀한 중핵자와 양성자간 상호작용을 표현한 그림 [CERN 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국 연구진이 참여한 유럽입자물리연구소(CERN)의 대형이온충돌실험(ALICE) 연구팀이 초 미시세계에서의 입자 간 강한 상호작용을 측정하는 데 성공했다.

인하대 윤진희 교수 등 ALICE 연구팀은 강한 핵력이 작용하는 1천조분의 1ｍ 수준의 영역을 탐사할 수 있는 실험적 방법을 제시했다고 26일 밝혔다.

ALICE 연구팀은 CERN의 거대강입자가속기(LHC)에서 빛의 속도로 가속된 입자들을 가속해 만든 새로운 입자들을 분석해 초 미시세계의 작은 기본입자 간 상호작용을 확인하는 실험을 하고 있다.

39개 국가에서 1천900여명이 참여하고 있으며, 국내 8개 기관 40여명이 포함돼 있다.

대부분의 물질은 양성자와 중성자로 이뤄져 있다. 더 작은 세계에서는 양성자나 중성자를 구성하는 더 작은 입자인 '쿼크'가 있고, 쿼크 사이에 '강력'(nuclear force)이 작용해 양성자나 중성자를 만들게 된다.

이렇게 양성자나 중성자처럼 쿼크들이 강력을 통해 뭉쳐진 입자를 강입자라 한다.

연구팀은 최근 양성자 간 충돌에서 생성된 강입자끼리의 운동량 차이를 측정해 강입자들의 강한 상호작용을 계산해냈다.

이러한 강력이 작용하는 영역은, 전자현미경으로도 볼 수 없는 펨토미터(1천조분의 1ｍ) 단위의 초 미시세계 영역이다.

이번 연구를 통해 초 미시세계를 탐사할 수 있는 현미경 '펨토스코피' 기술을 확보하게 됐다고 연구팀은 설명했다.

윤진희 교수는 "거대강입자충돌기에서 발생하는 희귀한 강입자들을 아주 높은 운동량까지 측정해 냄으로써 이제까지는 관찰할 수 없었던 펨토미터 영역을 탐사할 수 있게 됐다"고 연구 의미를 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처'(Nature) 지난해 12월 9일 자에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

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