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한국, 지하 1.1킬로에 우주의 기원을 찾는 과학 기지…「노벨상 필두」암흑 물질 등 연구

2019년 04월 09일 11시 31분
[(c) 중앙 일보/중앙 일보 일본어판]

  강원도 정선군의 지하 1100미터에 암흑 물질이나 뉴트리노등을 연구하기 위한 「우주 입자 연구 시설(ARF)」가 본격적으로 구축된다.

  기초과학 연구원(IBS) 지하 실험 연구단은 이번 달 12일에 강원도 정선군 레미산(이미산) 일대의 한드크 철강 산업의 광산에서 ARF 착공식을 실시하면 8일, 분명히 했다.연구단이 암흑 물질 연구를 위해서 운영해 온 종래의 노보루 햇빛(얀 얀) 지하 실험 시설보다 면적이 10배 이상 큰 2000평방 미터 규모로, 깊이도 400미터 깊다.

정선 ARF의 주된 연구 대상이 되는 암흑 물질과 뉴트리노는, 우주가 생성된 과정과 그 구성을 파악하기 위한 핵심 요소로, 노벨 물리학상의 필두 후보에도 오르고 있다.그 만큼 연구 가치가 크다고 하는 것이다.

  김·욘드크 IBS 지하 실험 연구 단장은 「일본은 「카미오칸데」 「슈퍼 카미오칸데」와 같은 입자 연구 시설을 구축해, 2회나 노벨 물리학상을 수상했다」라고 해 「한국 에도 이와 같은 기초 연구 시설을 추가로 건설하는 것에 의미가 있다」라고 설명했다.

  ARF 시설이 강원도의 광산의 지하 1.1킬로 지점까지 파는 이유는 잡음이 적기 때문이다.IBS측은 「암흑 물질과 뉴트리노가 내는 신호는 민감도가 매우 높은 검출기를 사용해도 1년에 몇차례 밖에 반응하지 않는다고 예상된다」라고 해 「그 만큼 우주선을 시작으로 하는 그 다른 배경 신호는 최대한으로 줄이는 것이 연구의 성패를 좌우한다」라고 설명했다.

이 때문에 세계 각국의 과학자도 지하가 깊은 곳에 입자 연구 시설을 구축하고 연구를 진행시키고 있다.일본은 1958년에 기후현 카미오카 광산의 지하 1000미터에 뉴트리노 관측 장치 「카미오칸데」를 설치해, 1996년까지 운영했다.그 다음은 이 시설을 한층 더 향상시킨 「슈퍼 카미오칸데」가 그 역할을 계승해 현재까지 운영되고 있다.일본은 2002년과 2015년, 이 2개의 지하 입자 연구 시설을 이용해 노벨 물리학상을 수상했다.

코시바 아키라 šœ·도쿄대특별 명예 교수(92)는 1987년 2월, 카미오칸데에 합계 5000톤의 물을 넣고, 뉴트리노가 수분자의 수소 원자핵과 충돌해 빛을 발생시키는 현상을 세계에서 처음으로 관찰해, 이것을 계기로 2002년의 노벨 물리학상으로 선택되었다.카지다타카쇼·도쿄 대우주선연구소장(60)도 슈퍼 카미오칸데에 약 5만 톤의 「초순수한 물」을 채워 뉴트리노에 관한 비밀을 해명했다.우주로부터 뛰어들어 오는 우주선은 지구의 대기와 충돌해 「뮤 뉴트리노」와「전자 뉴트리노」를 방출하지만, 뮤 뉴트리노의 일부가 지구로 타우뉴트리노로 바뀐다는 것이 연구의 골자였다.일본은 슈퍼 카미오칸데에 잇고, 고감도 광센서를 갖춘 차세대 연구 시설 「하이퍼 카미오칸데」의 건설을 검토중이다.

  이 외 이탈리아의 그란삿소 국립 연구소는 중부 아페닌 산맥의 지하 1.4킬로 지점에, 미국은 사우스다코타주의 지하 1.6킬로 지점에 샌포드 지하 연구소를 구축해, 관련 연구를 진행시키고 있다.

김·욘드크 단장은 「현재, 노보루 햇빛의 지하 실험 시설에서는 암흑 물질의 후보에 오르고 있는 WIMPs, 악 시온 등 물질에 관한 이론을 검증하는 작업이 진행중」이라고 해 「향후 건설되는 정선 ARF에서는, 한층 더 업그레이드 한 「차세대 암흑 물질 실험」을 계속한다」라고 분명히 했다.

  한편, IBS의 관계자는 「2020년에 정선 ARF 구축을 완료해, 2021년에 본격적인 실험을 진행시킬 예정」이라고 해 「이 때문에 배분된 220억원( 약 22억엔)의 예산에 가세해 수십억원의 재원이 추가로 투입될 것이다」라고 전했다.

　　한국은 일본의 하마마츠 포트니크스와 같은 광전관 센서 만드는 기업이 있다의?

　　그것과 시설을 만들면 자동적으로 노벨상을 수상할 수 있다든가 생각하고 있어?w