7월 우주로 올라가 137억년 전 비밀 캔다

우주탄생 연구 ‘반물질 검출기’ 국내 연구진 개발 참여

7월 29일 미국 우주왕복선 ‘디스커버리’에 실려 국제우주정거장으로 올라갈 반물질 검출기(AMS). 국내 연구진이 함께 만든 이 검출기는 우주에서 반물질과 암흑물질을 탐색해 137억 년 전 우주 탄생 초기의 비밀을 밝힐 것으로 전망된다. 사진 제공 미국항공우주국

우리나라 연구진이 공동 개발한 반(反)물질 검출기(AMS)가 7월 29일 미국 우주왕복선 ‘디스커버리’를 타고 우주로 올라간다. 우주 공간에서 반물질을 직접 검출하는 실험이 이뤄지는 것은 사상 처음이다. 경북대 물리학과 손동철 교수는 “최근 유럽입자물리연구소(CERN)에서 반물질 검출기 조립이 끝났다”면서 “5월 초 미국 케네디우주센터로 옮겨 발사 준비에 들어간다”고 18일 밝혔다. 3.5m 높이에 무게만 약 7t인 반물질 검출기는 국제우주정거장 뼈대에 해당하는 트러스(S3)에 달려 실험을 시작한다.

반물질은 질량과 에너지는 같고 전기적 성질이 반대인 입자로 이뤄진 물질이다. 이런 반물질을 검출하는 핵심 장비는 말발굽 모양의 초전도자석이다. 가령 질량과 에너지는 양성자와 같은데 초전도자석을 지나면서 음극이 아닌 양극 쪽으로 휘는 입자가 있다면 양성자의 반물질인 반양성자라는 신호다. 손 교수와 이화여대 물리학과 양종만 교수 등은 초전도자석을 영하 271.35도로 유지하는 저온냉각장치에 필요한 밸브를 개발했다. 또 연구진은 검출기의 작동 상태를 확인하고 조절하는 전자제어판의 핵심 프로그램도 개발했다.

반물질 탐사에 성공하면 137억 년 전 우리 우주 탄생 초기 상태를 이해할 중요한 단서를 얻는다. 연구진은 반물질 검출기로 암흑물질의 대표 후보인 초대칭입자를 발견할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 손 교수는 경북대에 ‘AMS 원격센터’를 구축해 반물질 검출기가 지상으로 자료를 보내는 대로 분석에 들어가기로 했다. 첫 분석 결과는 6개월 뒤에 나올 것으로 전망된다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com