우주기원 풀 가장 무거운 反물질 유인권 교수 등 국제연구진 발견

중이온가속기로 ‘미니빅뱅’

세상에서 가장 무거운 반(反)물질 원자핵이 발견됐다. 중이온가속기를 이용한 ‘미니 빅뱅’ 실험의 결과물이다. 이로써 과학자들은 초기 우주의 비밀에 한 발짝 다가서게 됐다.

부산대 물리학과 유인권 교수(사진)팀 등 국제공동연구진 500여 명으로 이뤄진 ‘스타(STAR)’ 팀은 헬륨(He) 원자핵의 반(反)입자인 ‘반(反)헬륨-4’를 발견했다. 반입자는 다른 성질은 모두 같은데 전기적 성질만 다른 입자다. 가령 양성자의 반입자인 반양성자는 양성자와 무게, 모양이 같지만 마이너스 전하를 띤다. 세계적 과학학술지 ‘네이처’는 24일자 온라인판에 이 연구 결과를 크게 소개했다.

스타 팀은 미국 브룩헤이븐국립연구소에 있는 중이온가속기(RHIC)에서 금 원자핵 두 개를 빛의 속도로 약 10억 번 충돌시키는 실험을 진행했다. 이렇게 하면 가속기 안에 수조(兆)도의 어마어마한 고열이 발생하면서 원자핵이 모두 녹아 엄청난 에너지로 바뀌는 ‘미니 빅뱅’이 일어난다.

이번 연구로 과학자들은 우주의 기원에 대한 중요한 단서를 얻었다. 유 교수는 “빅뱅 당시 초기 우주는 물질과 반물질의 양이 같았는데 오늘날 세상은 오로지 물질로만 구성돼 있다”면서 “반물질의 자취를 찾는 일은 물리학의 가장 큰 수수께끼 가운데 하나를 푸는 것”이라고 설명했다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com　

::반(反)물질::

반물질은 반(反)입자로 이뤄진 물질을 가리킨다. 우리 우주를 구성하는 물질과 반대의 특성을 갖는다. 가령 반전자는 전자의 반입자를 말한다.