‘우주 탄생의 비밀’ 풀리나

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드디어 10일 오전 9시30분(한국시간 오후 4시30분) 인류 최대의 첫 빅뱅실험을 위한 강입자 가속기가 기동된다. 물리학에 획기적인 변화를 가져올 수 있는 역사적인 순간을 앞두고 전 세계가 기대와 흥분을 감추지 못하고 있다.

유럽입자물리학연구소(CERN)는 10일 스위스와 프랑스 국경의 지하 100m에 설치된 강입자 충돌기를 통해 우주 탄생 당시를 재현한다. 오전 9시30분 첫 양성자 빔이 발사되고 이 수소 양성자 빔들은 몇주동안 서로 반대쪽으로 진행하다가 강력한 초전도 자석에 의해 구부러져 충돌한다.

두 개의 양성자 빔이 충돌하는 순간, 140억년전 매우 높은 에너지를 가진 작은 물질과 공간이 거대한 폭발을 통해 우주를 만들었던 때와 같은 순간이 연출된다. 길이 27㎞의 강입자 충돌기 터널 4곳에 설치된 알리스, 아틀라스, CMS, LHCH 등 4개의 감지기가 이 충돌 순간을 감지하고 이번 실험의 최대 목적인 힉스 입자가 검출되는지를 확인한다.

유럽입자물리학연구소(CERN)에 따르면 양성자가 발사되는 순간부터 1초당 300메가바이트의 속도로 데이터가 만들어져 ‘빅뱅’(우주 대폭발) 재현 실험에 최소 CD 2000만장의 용량이 필요할 것으로 보고 있다.

이들 정보는 맨 먼저 CERN에 저장되고 백업된 직후 2단계 컴퓨터들로 보내져 좀더 정제가 되며 3단계에서는 CERN내의 모든 컴퓨터와 공유되는 동시에 접근 허가를 받은 모든 과학자들이 개인 PC로 접근하게 된다.

이번 실험에서 모든 입자들의 질량을 결정하는 힉스 입자를 발견하게 되면 질량의 기원을 알게 돼 물리학에 획기적인 변화가 일 것으로 전망된다. 1994년 시작돼 14년 동안 진행된 이번 실험에는 80여개국의 과학자 1만여명이 참가했으며, 95억달러 이상이 투입됐다.

이번에 가동되는 강입자 충돌기는 미국 페르미연구소에 있는 것을 능가하는 세계 최대 규모로, 양성자 빔이 1초에 1만1000번으로 빠르게 회전할 수 있도록 가동해 에너지를 높여 충돌 순간 우주 대폭발의 1000만분의 1초 상태를 재현할 것으로 기대되고 있다.

로이터통신은 10일 최초의 빅뱅 실험을 앞에 두고 실험 원리를 설명한 비디오가 유튜브에 올라와 어린이들을 비롯, 빅뱅 실험에 관심있는 이들에게 큰 주목을 끌고 있다고 전했다.

심은정기자 fearless@munhwa.com