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[거대 과학의 진수] [9] 거대 강입자 가속기

신의 입자를 찾는 세계 최대 입자가속기

스위스와 프랑스 국경지대의 지하 약 100m에 설치된 거대강입자가속기(LHC)는 직경 27㎞의 원형 터널로 이뤄진 세계 최대 입자가속기다.

무려 700GWh의 에너지를 사용하며 운영예산은 연간 약 10억 달러에 달한다. 6대주 60개 국가에서 온 1만명 이상의 연구자와 엔지니어, 학생들이 현대 우주물리학의 허점으로 남아있는 비밀을 풀기 위해 6개 상설 프로젝트를 수행하고 있다.

과학적 가치: 암흑물질, 블랙홀, 여분 차원, 그리고 신의 입자라 불리는 힉스입자는 실재할까. 과연 우주는 어떻게 생겨났을까.

LHC의 입자 검출기 6대는 이런 의문에 답을 줄지 모를 아원자 입자들의 정체와 에너지, 특성을 기록하고 비주얼화 해준다. 일례로 아틀라스 검출기는 입자 충돌 후 에너지 및 운동량 불균형 상태를 찾고 있다.

이는 암흑물질 생산의 장본인으로 추정되는 초대칭 입자의 존재 지표인 탓이다. 압축 뮤온 솔레노이드(CMS) 검출기의 경우 초대칭 입자와 함께 힉스입자의 존재 규명에 주력하고 있으며 LHC- 포워드(LHCf) 검출기는 고에너지 우주선(cosmic ray)을 시뮬레이션 한다.

또한 LHC-뷰티(LHCb) 검출기와 TOTEM 검출기는 각각 우주가 반물질이 아닌 물질로 이뤄져 있는 이유, 양성자 충돌을 추적해 그 내부구조를 밝히고자 한다. 마지막으로 ALICE 검출기는 상대론적 중이온 충돌기처럼 쿼크-글루온 플라즈마(QGP)를 추적한다.



일반인 활용성: LHC가 만든 블랙홀로 지구가 빨려 들어갈 수 있다는 주장이 일각에서 제기되고 있지만 LHC 연구는 사실 일반인의 생활과 거의 관련이 없다.

기껏해야 친구나 가족들과 우주의 기원에 대해 논할 때 도움이 될 자료를 얻을 수 있는 정도다.

연간 예산: 12억 달러
건설비: 78억2,000만 달러
운용요원: 2,500명
물리적 규모: 가속기 둘레 27㎞
과학적 가치: 8점
일반인 활용: 1점
감탄 지수: 9점

※점수: 10점 만점
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