세계 최대 입자가속기 19∼20일께 재가동

우주 생성의 비밀을 밝히기 위한 세계 최대 규모의 대형강입자가속기(LHC : Large Hadron Collider)가 오는 19∼20일께 재가동을 시작한다.

4일 스위스 제네바 유럽입자물리연구소(CERN) 핵심 관계자에 따르면 LHC는 오는 19∼20일께 재가동을 시작해 내달 초 0.9 테라전자볼트(TeV= 9천억 전자볼트)로 양성자를 가속하고, 내달 중순에는 2.2 TeV(2조2천억 전자볼트)로 가동 에너지를 끌어올린다.

내달 중순 실험에 적용되는 에너지 만으로도 미국 시카고 외곽에 있는 국립 페르미가속기연구소(FNAL)가 갖고 있는 1.96 TeV 기록을 경신하게 된다.

CERN 측은 저에너지 수준에서 가속기의 원활한 가동이 검증되면 내년 초부터 7 TeV, 10 TeV 등으로 에너지를 점차 높인 뒤 최종적으로는 설계 목표치인 14 TeV까지 끌어올린다는 계획이다.

앞서 CERN은 지난 9월 중순부터 LHC의 전체 8개 구역을 절대온도(0K)에 가까운 섭씨 -271 도로 낮추는 재가동 준비절차를 시작한 데 이어 지난달 23일에는 양성자보다 무거운 납 핵(Iron Beam)을 가속기 일부 구간에 투입했다. LHC는 제네바 외곽 프랑스와 스위스 국경지대 지하 100ｍ에 총연장 27㎞ 길이의 터널로 건설된 거대한 실험시설로, 2개의 원형궤도에 각각 7 TeV(총 14 TeV)의 에너지를 공급해 빛의 속도로 양성자를 가속시킨 뒤 충돌시킴으로써 137억년 전 우주 대폭발(Big Bang) 순간을 재현하는 것이 목표다.

특히 일정 에너지 이상으로 양성자를 충돌시킬 경우 모든 소립자에게 질량을 부여하는, 이른바 ‘신의 입자’인 ’힉스(Higgs boson)’를 관찰할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

당초 CERN은 이번 재가동 때 7 TeV(3.5×3.5 TeV) 수준에서 실험을 시작하려 했으나, 1년 전 실패를 반복하지 않기 위해 에너지 수준을 크게 낮췄다.

CERN은 지난해 9월 10일 100억 스위스프랑(94억 달러)을 들여 10 TeV(5×5 TeV) 수준으로 첫 가동을 시작했으나, 초전도 자석 연결 부위 결함으로 9일 만에 가동을 중단한 바 있다. LHC 핵심연구에 참여하고 있는 심광숙 교수(고려대 물리학)는 “최대한 안전하게 가동하기 위해서 재가동 에너지를 크게 낮추는 등 굉장히 조심스럽게 접근하고 있다”며 “오는 12월부터 데이터 검출 작업이 시작되지만, 힉스 입자나 초대칭 입자의 관찰은 내년에 이뤄질 고에너지 실험에서 기대해볼 수 있을 것 같다”고 말했다.

[연합뉴스]