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스위스 제네바에 있는 유럽입자물리연구소(CERN)의 대형강입자충돌기 연구팀이 우주 탄생 초기에 물질과 함께 나란히 탄생했다 사라져 버린 것으로 추정되는 ‘반물질’을 인공적으로 만들고, 자기장에 오래 가두는 실험에 성공했다.



빅뱅이론에 따르면 우주가 최초로 탄생할 때 동일한 수의 물질과 반물질이 함께 생겨났다. 물질과 반물질은 서로 충돌하면 소멸한다. 과학자들은 이번 실험을 통해 왜 반물질만 사라지고 물질만 남아 있는지 밝혀낼 계획이다.



덴마크 아르후스대 물리천문학과 안드레센 교수팀은 우주 탄생 초기에 양성자와 함께 나타났다 사라진 반입자인 반양성자와, 전자의 반입자인 양전자를 자기장 안에서 충돌시키는 방식으로 반물질 수소 원자 38개를 만들고 지속시간을 측정해 ‘네이처’ 온라인판 11월 17일자에 발표했다.



유럽입자물리연구소는 2002년에도 반물질을 만드는 실험에 성공했지만, 생기자마자 바로 사라져 버리는 특성 때문에 연구에 이용하기 어려웠다.



연구팀은 반물질 수소가 전자나 전자기장 안에 들어가면 약한 자기력을 띤다는 사실에 착안했다. 서로 다른 자기장을 지니는 전자석 8개를 팔각형 모양으로 배열한 뒤 그 속에서 반입자를 충돌시켜 반물질 수소가 발생하도록 했다. 그 결과 자기장이 균형을 이루는 한가운데서 반물질 수소 원자가 탄생해 0.17초 이상 존재하다 사라졌다. 기존의 반물질 수소가 수 밀리초(0.001초)만에 사라졌던 데 비하면 수십 배 오래 존재한 것이다.

연구팀의 제프리 행스트 대변인은 “반물질을 만드는 것은 쉽지만 유지하는 일은 차원이 다른 일”이라며 “하지만 우주탄생의 비밀을 풀기 위해 시도할 만한 가치가 있다”고 말했다.