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우주 탄생의 순간을 재현

유럽 원자핵 연구소,3조eV 에너지의 충돌시험 계획

우주의 대폭발 직후 몇분의 1초사이에 일어난 변화가 재현된다. 유럽 공동 원자핵 연구소(CERN)는 지난 11월 산소의 원자핵을 3조2천억eV로 가속시켜 충돌시키는 야심찬 계획을 세워놓고 있다.

이 정도의 에너지라야 우주창조 순간의 엄청난 고온,고압 상태를 인공적으로 만들어, 당시의 자유롭게 움직이던 쿼크와 글루온으로 된 우주를 다시 볼 수 있다는 것.오늘날의 우주에서는 모든 원자핵을 구석하는 입자가 쿼크와 이것을 붙들어매는 글루온으로 되어 있다.

이번의 실험이 지금까지와 다른점은 양성자와 전자같은 단일한 입자를 충돌시키는 것이 아니라,비교적 무거운 원자핵을 가속시켜 커다란 원자핵을 표적으로 부딪힌다는 점이다.

CERN은 지난 9월부터 여러 입자로 된 원자핵을 가속시켜 기록적인 에너지를 얻어왔다. 지금까지의 가속입자는 각8개의 양성자와 중성자로 구성된 산소의 원자핵.표적은 2백개 이상의 입자로 구성된 납의 원자핵이나 다른 비슷한 물질이다. 만일 충분히 격렬한 충돌이 이루어진다면 산소와 표적의 핵입자들이 순간적으로 파괴돼 쿼크-글루온 플라즈마를 이룰 것이다.

이 플라즈마의 형성과 그 성질을 확인하는 것이 이번 실험의 핵심이다. 8개의 실험이 준비되고 있는데 한 가지는 '스트림 챔버'를 이용하는 것. 1.8m 높이의 이 챔버에는 네온과 헬륨개스가 채워져 있으며,충돌 순간 전기장을 걸어주면 통과하는 파편들의 경로를 촬영할수 있다. 과학자들은 쿼크-글루온 플라즈마 말고도 지금껏 모르던 새로운 것이 발견될 지 모른다는 기대에 부풀어 있다. 그 이유는 자연이 항상 우리를 놀라게 해왔기 때문이라고.
 

쿼크와 글루온의 분리
 

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1986년 12월 과학동아 정보

  • 뉴욕타임즈

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