모든 강입자 사이 강상호작용 상관관계 밝혀냈다
상태바
모든 강입자 사이 강상호작용 상관관계 밝혀냈다
  • 최경주 기자
  • 승인 2021.01.28 11:10
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

ALICE 국제공동연구팀, 거대강입자가속기로 강한 핵력의 세계 정밀 탐구
1펨토미터 초미시세계에서의 입자간 상호작용 실마리
기묘한 입자 중에 가장 희귀한 오메가 하이퍼론(왼쪽)과 양성자(오른쪽)와의 상호작용을 예술적으로 상상한 그림
기묘한 입자 중에 가장 희귀한 오메가 하이퍼론(왼쪽)과 양성자(오른쪽)와의 상호작용을 예술적으로 상상한 그림

한국연구재단(이사장 노정혜)은 ALICE 국제공동연구팀(한국팀 대표 : 인하대 윤진희 교수)이 강한 핵력이 작용하는 초미시 세계에서 입자간의 강한 상호작용(강력)에 대한 새로운 성과를 얻었다고 밝혔다.

CERN(유럽핵입자물리연구소)의 거대강입자가속기(LHC)를 이용한 국제공동프로젝트 중 하나인 ALICE에는 39개 국가의 1900여명이 참여하는데 한국에서도 8개 기관 40명이 참여하고 있다.

빅뱅이 있고 100만 분의 1초 후 형성되었을 원시우주를 재현하고 관찰, 우주초기물질의 생성과정과 상호작용을 밝혀 우주의 진화 과정을 예측하는 것을 목표로 한다.

LHC에서는 빛의 속도로 가속된 입자들을 충돌시켜 많은 입자들을 생성해 내고 있으며, ALICE 실험팀은 이 입자들을 분석해서 초미시세계의 작은 기본입자(쿼크, 글루온 등)간 상호작용을 실험적으로 확인하고 있다.

쿼크와 글루온 사이에 작용해서 강입자를 만드는 강력은 강입자 사이에도 작용해서 원자핵을 만든다. 그런데 기본입자간 강력으로부터 강입자간 강력을 이해하는 것 (제1원리)은 아직은 핵물리학의 풀지 못한 숙제이다.

ALICE 연구팀은 최근 양성자간 충돌에서 생성된 강입자간 운동량 차이를 측정하고 모든 강입자 사이의 강상호작용의 상관관계를 밝혀냈다.

이 연구가 가능했던 것은 거대강입자가속기에서는 희귀한 종류의 강입자가 많이 생성되고 이 입자를 식별하고 운동량을 측정하는 검출기의 뛰어난 성능이 뒷받침된 결과이다.

특히 이번 연구를 통해 강력이 작용하는 영역인 1펨토미터(10-15 미터) 정도의 초미시세계를 탐사할 수 있는 펨토스코피 기술이 완성됐다.

양자역학적으로 아주 작은 영역을 측정하기 위해서는 상대적으로 높은 운동량이 필요한데, 이번 연구를 통해 거대강입자충돌기에서 발생하는 희귀한 강입자들을 아주 높은 운동량까지 측정함으로써 이제까지 관찰할 수 없었던 펨토미터 영역을 탐사하는 길이 열리게 된 것으로 이에 따라 강상호작용의 단거리 특성을 조사할 수 있었다.

한편 ALICE 국제공동연구팀의 이번 연구결과는 국제학술지‘네이처(Nature)’ 2020년 12월 9일 자에 게재됐다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.