미니 블랙홀 지구 집어삼킬 까 … 수명 짧 아 삼키 기 전 사라져 내 주 첫 운전 앞둔 거대 강입자 가 속기 Q & A 2008 년 09 월 05 일 | 글 | 김상연 동아 사이언스 기자 ㆍ dream @ donga . com | 인류 의 눈 이 10 일 스위스 제네 바로 향한다 . 역사 상 최대 의 입자 가 속기 가 드디어 첫 운전 에 들어가 기 때문 이 다 . 최근 반기문 유엔 사무총장 도 방문 해 격려 한 유럽 입자 물리 연구소 ( CERN ) 의 ‘ 거대 강입자 가 속기 ( LHC ) ’ 는 스위스 와 프랑스 국경 100 m 지하 에 둘레 27 km 의 원형 터널 이 다 . 양쪽 에서 양성자 를 발사 해 빛 의 속도 로 달리 게 한 뒤 충돌 을 일으킨다 . 이 과정 에서 우주 빅뱅 이 재현 되 며 신 이 숨겨 놓 은 미지 의 입자 가 나온다 . 거대 가 속기 에 얽힌 궁금증 을 풀 어 보 자 . 고장 - 폭발 사고 등 잇따라 가속기 가동 9 년 간 연기 Q . 왜 매번 연기 됐 나 거대 가 속기 는 1994 년 계획 을 확정 할 때 만 해도 2000 년 가동 할 예정 이 었 다 . 그러나 2000 년 대 들 어 매년 첫 운전 을 연기 하 며 ‘ 양치기 소년 ’ 이 됐 다 . 올해 만 해도 3 월 → 7 월 → 9 월 로 여러 차례 연기 됐 다 . 지난해 에 는 냉각 용 액체 헬륨 관 이 고압 을 견디 지 못해 터지 는 사고 가 일어나 첫 가동 이 몇 년 늦춰 지 지 않 을까 우려 하 기 도 했 다 . 한국 책임자 중 한 명 인 최영일 성균관 대 물리학 과 교수 는 “ 워낙 복잡 한 장치 여서 부품 이 고장 나 는 일 이 있 었 고 , 기계 나 작 동법 도 미세 하 게 맞춰야 해 시행착오 가 많 았 다 ” 며 “ 사실 운전 시점 에 대한 공식 발표 는 이번 이 처음 이 며 그동안 유럽 언론 의 추측 보도 가 많 았 다 ” 고 해명 했 다 . 오래 전 미니 블랙홀 생성 지금 까지 지구 피해 없 어 Q . 미니 블랙홀 이 지구 를 집어삼킬 까 3 월 미국 호놀룰루 법원 에 는 이색 소송 이 제기 됐 다 . 가속기 에서 미니 블랙홀 이 생기 고 , 이 블랙홀 이 지구 를 집어삼킬 수 있 으니 가속기 를 가동 하 지 말 라는 것 이 다 . 실제로 미니 블랙홀 은 생길 수 있 다 . 양성자 가 충돌 할 때 아주 작 은 공간 에 여러 입자 가 갇혀 밀도 가 엄청나 게 높 아 지 기 때문 이 다 . 그러나 미니 블랙홀 은 수명 이 너무 짧 아 주위 물체 를 집어삼키 기 도 전 에 사라지 니 기우 에 불과 하 다 . 박성찬 서울대 물리 학부 연구원 은 “ 우주 에서 날아온 입자 때문 에 지구 에선 오래 전 부터 미니 블랙홀 이 생겼 지만 지금 까지 안 전하 지 않 았 느냐 ” 고 반문 했 다 . 고 에너지 양성자 끼리 충돌 튀어나온 힉스 입자 찾 아 Q . 신 의 입자 어떻게 찾 을까 거대 가 속기 의 가장 큰 목표 는 신 의 입자 로 불리 는 ‘ 힉스 ’ 를 찾 는 것 이 다 . 힉스 는 물체 에 질량 을 주 는 입자 다 . 만일 힉스 입자 가 없 었 다면 인간 은 다이어트 할 일 도 없 었 을 것 이 다 . 힉스 는 빅뱅 당시 에 는 입자 상태 로 존재 했 지만 지금 은 물질 속 에 숨 어 있 다 . 가속기 는 양성자 2 개 를 고속철 도 400 t 짜리 가 시속 150 km 로 달리 는 정도 의 높 은 에너지 로 충돌 시킨 뒤 튀어나온 힉스 입자 를 찾 는다 . 실제로 는 힉스 가 다시 붕괴 되 면서 나온 입자 들 을 통해 간접 적 으로 발견 한다 . 3 년 뒤 면 본격 적 으로 힉스 를 찾 는 실험 을 할 것 으로 전망 된다 . ‘ 神 위 의 神 ’ 초대칭 입자 발견 땐 힉스 보다 빅뉴스 Q . ‘ 신 위 의 신 ’ 을 찾 을 수 있 을까 힉스 만 발견 되 면 끝 일까 . 그렇 지 않 다 . 힉스 는 20 세기 물리학 의 정점 인 ‘ 입자 의 표준 모형 ’ 에서 단 하나 빠져 있 는 열쇠 다 . 이종필 고등과 학원 연구원 은 “ 대통일 이론 , 초 끈 이론 , 초대칭 입자 등 이 표준 모형 이후 풀 어야 할 과제 ” 라고 강조 했 다 . 궁극 적 인 꿈 인 대통일 이론 이나 초 끈 이론 은 거대 가 속기 조차 건드리 기 어렵 다 . 그러나 입자 의 짝 을 뜻 하 는 초대칭 입자 는 가능 하 다 . ‘ 신 의 입자 를 넘어선 신 의 입자 ’ 인 셈 이 다 . 김수봉 서울대 물리 학부 교수 는 “ 초대칭 입자 는 우주 암흑 물질 의 유력 한 후보 이 자 물질 과 힘 을 통일 할 수 있 다 ” 며 “ 발견 하 면 힉스 보다 더 큰 뉴스 ” 라고 강조 했 다 . 둘레 27 ㎞ 의 거대 가속기 현재 론 더 큰 규모 불 가능 Q . 더 큰 가속기 를 만들 수 있 을까 1980 년 대 미국 에서 는 둘레 가 80 km 가 넘 는 가속기 를 계획 했 다 . 그러나 비용 문제 로 취소 됐 다 . 최수용 성균관 대 물리학 과 교수 는 “ 길이 가 50 km 에 달하 는 직선형 가속기 를 구상 하 는 사람 들 도 있 었 지만 지지부진 한 실정 ” 이 라며 “ 거대 가 속기 는 현재 로선 인류 가 생각 할 수 있 는 최대 규모 ” 라고 밝혔 다 . 김수봉 서울대 교수 는 “ 대통일 이론 이나 초 끈 이론 을 증명 할 가속기 를 짓 는 것 은 인류 로선 어려울 것 ” 이 라며 “ 대신 우주 에서 벌어지 는 현상 을 관측 하 거나 우주 입자 의 방해 가 없 는 지하 실험 이 대안 ” 이 라고 강조 했 다 . 공유 하 기 글 요소