빅뱅 직후 우주 모습 재현한다

137억년 전 일어난 대폭발 ‘빅뱅’(Big bang) 직후 우주의 모습을 재현할 ‘거대 강(强)입자 가속기(LHC)’가 10일 가동된다. 유럽입자물리연구소(CERN)가 스위스 제네바 인근 지하 100m에 조성한 LHC는 지름 8㎞, 둘레 27㎞의 원형 구조물로 14년에 걸쳐 95억달러(약 10조원)가 투입됐다. 전세계 59개국에서 1만여명이 공동연구에 참여하고 있으며, 한국도 44명의 과학자들이 상주하고 있다.

유럽입자물리연구소의 거대 강입자 가속기 전경. 스위스와 프랑스에 걸친 전체 길이가 27㎞에 달한다. 오른쪽 아래는 양성자를 가속하는 가속기 터널 내부.
유럽입자물리연구소 제공.

LHC는 두 갈래의 양성자 빔을 둘레 27㎞의 원주형 지하터널에서 강력한 초전도체를 이용해 반대 방향으로 가속시킨 후 빛의 속도에 근접한 상태에서 충돌시킨다. 이때 초기 우주에서 물질 구성 역할을 한 이후 사라졌던 입자들이 순간적으로 만들어지며, 이는 중간중간 끊어진 우주 구성 과정을 상세히 알려줄 전망이다. 고등과학원 물리학부 이종필 박사는 “LHC는 빅뱅 직후 10억분의1초 동안 우주에 무슨 일이 일어났는지 알아낼 수 있는 마지막 수단”이라고 평가했다.



특히 LHC는 현대물리학의 최대 난제인 ‘힉스 입자’를 발견해낼 수 있는 수단으로 기대를 모은다.

박건형기자