4천200억원 투입…중성미자 유형 통해 우주의 기원 연구

X

중국 차세대 중성미자 검출기 '주노' [AFP 연합뉴스]

중국의 차세대 중성미자(Neutrino) 검출기 '주노'(JUNO)가 내년 하반기 가동에 들어갈 예정이라고 로이터 통신 등 외신들이 17일(현지시간) 보도했다.

보도에 따르면 2014년 공사가 시작돼 총 22억위안(약 4천200억원)이 투입된 주노는 중국 남부 광둥성 카이핑시에 자리 잡고 있으며, 내년 완공될 예정이다.

지하 700ｍ에 건설된 세계 최대 규모 직경 약 35ｍ의 아크릴 구조물이 주노의 핵심 시설인 중앙 탐지기다.

중국 물리학자와 전 세계 과학자들은 이를 이용해 최대 6년간 인근 광둥성 원자력발전소 두 곳에서 방출되는 중성미자 데이터를 분석한다.

우주에서 날아오는 중성미자는 전하를 띠지 않고 일반 물질과 거의 반응하지 않으며 질량도 매우 작아 검출이 어렵기 때문에 '유령입자'로 불린다.

매초 수조 개의 극히 작은 중성미자가 인체를 포함한 물질을 통과하는데, 현재까지 알려진 중성미자에는 3가지 유형이 있다.

이들 유형의 질량 순서를 알아내면 우주의 기원을 밝히는 데 도움이 될 수 있다.

왕이팡 중성미자 실험 수석 과학자는 로이터에 "미국은 우리보다 6년 늦고, 프랑스와 일본도 2∼3년 뒤처진다"고 강조했다.

주노보다 훨씬 큰 중성미자 검출기 미국의 '듄'(DUNE)은 2030년 이후에나 가동된다.

왕이팡은 또 "과거 미국은 각국 국립연구소에 중국과 협력을 중단하라고 요구했지만, 현재 프랑스, 독일, 이탈리아, 러시아, 미국, 대만 등 기관과 협력하고 있다"고 자랑했다.

▷ 중성미자

1930년 파울리(W. Pauli, 1900-1958)가 이론적으로 예측하였으며, 당시 중성자가 양성자와 전자로 붕괴하는 베타붕괴가 에너지, 운동량, 각운동량 등의 기본적인 물리량이 반응 전후에 보존되지 않는 것처럼 보였던 때문이다.

보어(A. N. Bohr, 1922-2009)는 이것이 양자역학에서 보존법칙도 깨어질 수 있음을 보여주는 예라고 주장했으나, 파울리는 실험에서 발견되지 않는 새로운 입자가 있기 때문일 것으로 가설을 세우고 전하가 0인 입자라는 뜻의 중성자(neutron)로 명명했다.

파울리의 이론은 이 입자는 질량도 0이고 다른 입자들과 상호작용을 거의 하지 않는다. 이에 학계는 실제 존재하는 입자인지 지속적으로 의문을 제시해 왔었다.

1956년 코완(C. Cowan, 1919-1974)과 라이네스(F. Reines, 1918-1998)가 결국 실험으로 이 입자를 직접 검출하는 것에 성공했다.

파울리가 처음에 붙인 중성자라는 이름은 얼마 후 중성미자로 바뀌게 되는데, 1930년 당시에는 현재 우리가 알고 있는 핵의 구성입자인 중성자의 존재를 모르고 있었고 결국 1932년 채드윅(J. Chadwick, 1891-1974)이 중성자를 발견 이름을 중성자로 붙였기 때문이다.

같은 이름을 가진 두 입자가 존재하게 되자 이를 해소하기 위해 1932년 페르미(E. Fermi, 1901-1954)는 파울리의 중성자(neutron)를 중성미자(neutrino)로 바꿔 부르기에 이른 것이다. ino는 이탈리아어로 작다는 뜻의 접미사이다.

-중성미자 [Neutrino] (물리학백과)-