우주의 신비 벗겨진다

인류의 꿈 `우주신비` 벗겨진다

 

다음달 완공될 스위스 유럽가속기연구소의 거대강입자가속기 내부.

우주는 풀리지 않는 신비로 가득하다.
태초의 빅뱅은 어떻게 일어났는지, 빅뱅 이후 우주는 어떻게 변화했는지, 인간이 정확한 실체를 파악하지 못하고 있는 암흑물질과 암흑에너지는 어떻게 생성됐는지 등에 대해 인간은 아직 무지하다.

하지만 축구장 2배 크기, 건물 6층 높이의 '거대강입자가속기(LHC)'가 오는 8월 완공돼 본격적인 가동에 들어가면 이 같은 우주 신비가 하나씩 벗겨질 것으로 보인다.

스위스 유럽가속기연구소(CERN)의 LHC 운행을 앞두고 16일부터 21일까지 서울 코엑스에서 열리고 있는 '제16회 초대칭성과 기본적인 힘의 통일에 대한 국제학회(SUSY08)'에 참석한 전문가들은 LHC가 초대칭입자, 암흑물질, 힉스입자 등 실체를 규명하는 데 도움을 줄 것이라고 기대했다.

LHC를 활용하면 우주 탄생을 보다 정확하게 이해할 수 있을 전망이다.
급팽창(Inflation) 검색하기 href="http://search.daum.net/search?w=tot&q=%BF%EC%C1%D6%B7%D0&nil_profile=newskwd&nil_id=v20080618183511876" target=new>우주론 전문가인 안드레이 린데 미국 스탠퍼드대 교수는 "현재 빅뱅 후 1분 사이 일은 정확히 이해하고 있는데 만약 LHC로 초대칭입자를 발견하면 빅뱅 후 10억분의 1초 사이 일까지 파악할 수 있어 우주 초기 역사를 재현할 수 있게 된다"고 말했다.

초대칭입자 발견이 우주 탄생 이해의 핵심이다.
전문가들은 이번 LHC 운행을 통해 초대칭입자를 실증할 수 있다고 확신하고 있다. 초대칭입자는 빅뱅 이전에 물질과 대칭을 이루며 존재했으나 빅뱅과 급팽창 이후 우주가 식으며 물질과 대칭성이 깨져 소멸하거나 암흑물질로 변했다고 생각되는 입자다.

만약 초대칭입자가 실제로 발견되면 그동안 이론적 주장에 그쳤던 '검색하기 href="http://search.daum.net/search?w=tot&q=%C3%CA%B2%F6%C0%CC%B7%D0&nil_profile=newskwd&nil_id=v20080618183511876" target=new>초끈이론'의 실험적 단서를 확보할 수 있게 된다.

초끈이론은 물질 최소단위가 원자와 같은 둥그런 형태가 아니라 긴 끈 형태라는 가설로, 끈 진동에 따라 입자 질량 등 물리적 성질이 결정된다고 설명한다.

닐레스 독일 본대학 교수는 "이번 LHC 실험을 통해 초대칭입자를 발견하게 되면 입자물리학과 우주론의 새로운 이론을 정립해 나갈 수 있을 것"이라고 말했다. LHC로 초대칭입자 존재를 입증하면 지금까지 설명이 불가능했던 암흑물질 존재도 설명할 수 있을 것으로 기대된다.

입자물리 이론가이자 실험가인 히토시 무라야마 UC 버클리대 교수는 "우주를 이루고 있는 에너지, 질량에 대해 우리가 아는 것은 5%에 불과하고 나머지는 암흑물질과 암흑에너지"라며 "LHC로 초대칭입자를 만들어 이것이 암흑물질을 규명할 수 있다면 우주 이해에 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.

힉스입자를 규명하는 것도 LHC 운용으로 기대하는 성과다. 힉스입자는 모든 우주 입자 질량을 결정한다고 알려져 물리학의 근본이 되는 입자지만 아직까지 관측된 적은 없다. 따라서 만약 힉스입자를 발견하게 되면 비로소 질량의 기원을 제대로 이해해 물리학을 재정립할 수 있을 것으로 기대된다.

[김제관 기자]
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