[헤럴드경제=구본혁 기자]기초과학연구원(IBS) 지하실험 연구단이 강원도 정선군 철광 지하 1100m에 우주입자연구시설을 구축한다. 이를 통해 우주의 기원과 물질의 존재를 밝힐 것으로 기대되는 암흑물질과 중성미자 질량 측정과 성질 규명에 연구역량을 집중할 계획이다.
IBS는 17일 정선군, 한덕철광과 우주입자연구시설 구축을 위한 업무협력 협정(MOU)을 체결했다. IBS 지하실험 연구단은 정선군 신동읍 예미산 일대 한덕철광의 철광 지하 1100m 아래에 약 2000㎡ 규모의 연구시설을 오는 2019년까지 짓는다는 목표다. 지하 연구시설 조성에 210억원이 투입되며, 본격적인 실험은 2020년부터 진행될 예정이다.
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| 우주입자연구시설 내 실험 및 연구실 구축 배치도[사진제공=IBS] |
암흑물질 검출과 중성미자 질량 측정은 우주의 기원과 물질의 존재를 이해하기 위한 필수조건으로 꼽힌다. 암흑물질과 중성미자가 내는 신호는 포착하기 매우 어렵기 때문에 실험 환경에서 배경잡음(우주선 등)을 최대한 줄여야 한다. 주변이 조용해야 미세한 소리를 들을 수 있는 원리와 같다. 전 세계 과학자들이 경쟁적으로 지하 깊은 곳에 검출장치를 설치하는 이유다. 2015년 노벨물리학상을 수상한 가지타 다카아키 일본 도쿄대 교수는 거대 실험장치 ‘슈퍼-카미오칸데’를 폐광 지하 1000m 아래에 설치해 중성미자 진동현상을 관측했다.
연구단이 연구시설과 새 장비를 모두 갖추면, 중성미자 질량 검출 수준(민감도)은 약 20밀리전자볼트(meV)로 크게 향상된다. 현재 양양 실험실에서 수행하고 있는 초기단계 실험의 검출 수준은 약 200meV 정도이며 중성미자 질량은 측정이 어려울 만큼 작기 때문에 검출 질량의 수준을 낮춰야만 측정 가능성이 높아진다.
현재 지하실험 연구단은 강원도 양양군에 있는 한국수력원자력 양양 양수발전소의 협조로 지하 700m 아래 300㎡ 규모 실험실에서 천체입자 물리학 분야 실험을 수행중이다. 하지만 연구시설의 깊이와 크기 모두 한계에 이르게 됐다. 연구단은 새 연구시설이 구축되면 세계적 연구그룹과 경쟁할 만한 연구 환경이 조성될 것으로 전망하고 있다.
김영덕 연구단장은 “우주입자연구시설이 완공되면 천체입자물리학 분야가 한 단계 도약하고, 세계적인 연구 성과를 창출할 수 있을 것”이라며 “연구단은 지역사회 과학 발전을 위해서도 노력할 것”이라고 말했다.
nbgkoo@heraldcorp.com
