강입자가속기 양성자빔 2개 동시순환 성공

지난해 9월 첫 가동 직후 고장으로 가동이 중단됐던 세계 최대 강입자가속기(LHC:Large Hardron Collider)에 2개의 양성자 빔이 동시에 투입돼 성공적으로 회전을 시작했다고 유럽입자물리연구소(CERN)가 23일 밝혔다.

연구소 측에 따르면 지난 20일 밤 10시께(현지시간) 스위스 제네바 인근에 위치한 LHC에 첫 번째 양성자 빔이 투입돼 시계 방향으로 회전을 시작한 데 이어 지난 22일 두 번째 양성자 빔이 시계 반대 방향으로 회전하기 시작했다.

지난해 9월 실시된 첫 실험에서는 한 쪽 방향으로만 양성자를 회전시키던 중 초전도 자석 연결 부위에 문제가 발생해 가동이 중단됐다.

CERN은 가속기 가동이 양호한 상태를 유지할 경우, 이르면 이달 말이나 내달 초 2개의 양성자 빔을 강력한 초전도 자석들로 굴절시켜 4개의 대형 검출실로 유도, 충돌시키는 실험을 실시할 예정이다.

그러나 이번에 예정하는 양성자 충돌 실험은 양쪽 궤도에 각각 0.45 테라전자볼트(TeV= 4천500억 전자볼트)씩, 총 0.9 TeV의 저에너지 수준으로 가동하는 것이어서 `신의 입자'로 불리는 힉스 입자를 관찰할 수는 없다.

실험에 참여하고 있는 심광숙 교수(고려대 물리학)는 "2개의 양성자 빔을 동시에 회전시키고 있다는 점에서 일단 성공적이라고 볼 수 있다"며 "가속기 가동 상태를 봐서 이르면 이달 말이나 내달 초 실험을 실시할 예정인데, 우주선 발사보다도 정교한 작업이어서 일정을 못박기는 쉽지 않다"고 말했다.

모든 소립자에 질량을 부여하는 힉스 입자는 내년 초 고에너지 양성자 충돌 실험에서 관찰이 가능할 것으로 기대되며, 137억년 전의 빅뱅(Big Bang)을 재현하는 중이온 충돌 실험은 내년 11월 이후 시도될 예정이다.

맹찬형 특파원 [e-mail] (제네바=연합뉴스)