빅뱅후 초기 우주 비밀 풀 이정표 찾았다

“양성자 충돌때도 기묘입자 증가”… 한국 포함 45개국 연구진 관측

유럽입자물리연구소(CERN)의 ‘대형이온충돌실험(ALICE·앨리스)’ 연구단이 우주 대폭발(빅뱅) 이후 초기 우주에 관한 비밀을 밝힐 새로운 입자물리 현상을 발견했다. 앨리스 연구단에는 영국 독일 한국 등 세계 45개국 과학자 3000여 명이 참여하고 있다.

한국연구재단은 앨리스 연구단이 기존에 납(Pb)의 ‘핵 간’ 충돌에서 나타났던 ‘기묘(奇妙)입자’ 생성량 증가 현상을 최초로 ‘양성자 간’ 충돌에서도 관측했다고 11일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 피직스’ 6월호에 표지논문으로 게재됐다.

기묘입자는 양성자나 중성자를 구성하는 6종류의 쿼크 중 하나인 ‘기묘쿼크’를 포함한 입자다. 윤 교수는 “기묘입자의 생성량 변화를 측정하면 우주의 초기 상태를 재현하는 데 필요한 정보를 얻을 수 있다”고 말했다. 그는 “이번 연구 성과는 양성자 간 충돌에서는 기묘입자 생성량이 증가하지 않을 것으로 예측했던 기존 이론을 뒤집는 결과로 초기 우주에 관한 새로운 가능성을 제시한 것”이라고 설명했다. 한국 연구팀은 2007년부터 앨리스에 참여해 쿼크 질량 및 함량에 따라 변하는 입자의 생성량이나 집단운동을 분석해 왔다.

송경은 동아사이언스 기자 kyungeun@donga.com