우주 최초 물질 생성원리 이해에새로운 단초 제공
부산대 유인권 교수팀 등 국제 연구그룹 성과…네이처誌 발표
부산대 유인권 교수팀 등 국제 연구그룹 성과…네이처誌 발표
우주에서 최초로 물질이 생성된 원리를 이해하는 데 새로운 실마리를 제공하는 놀라운 물질을 부산대 물리학과 유인권(44.兪仁權)교수 연구팀을 비롯한 국제 공동연구 그룹이 발견해 화제가 되고 있다.
이 물질은 인류가 발견한 가장 무겁고, 안정적인 반(反)물질 원자핵인 `반물질 헬륨4`로 반-알파 입자로도 불리며 이보다 더 무거우면서도 방사성 분열을 하지 않는 반물질 원자핵종이 발견될 확률은 100만분의 1 이하로 예측될 정도로 희귀한 것이다. 이는 물질의 가장 기본적인 소립자 `쿼크`의 반물질인 `반쿼크` 12개나 또 다른반물질인 반양성자와 반중성자가 2개씩 묶여야 나타날 수 있는 것으로 그동안 극한 의 상황에서 수조 분의 수조 분의 1초가량 존재할 수 있는 것으로 예측됐을 정도다.
그런데 유 교수팀을 포함해 12개국, 54개 연구기관으로 구성된 `STAR Collaboration 실험팀`이 미국 뉴욕주 롱아일랜드에 있는 상대론적 중이온충돌기에서 고에너지 충돌실험을 통해 무려 18개나 검출한 것이다. 우주의 어마어마한 에너지가 빅뱅을 통해 물질과 반물질을 똑같이 만들었을텐데세상에는 물질만 남고, 반물질은 보이지 않는 게 물리학의 가장 큰 수수께끼였는데 이번 발견은 그 반물질이 인류의 예측보다 광범위하게 존재할 수 있다는 것을 보여준 셈이다.
또 우주에서 일어날 수 있는 완전히 새로운 현상들을 포함한 광범위한 과학적 탐구에도 상당한 의미가 있다. 이번 발견은 올해 국제우주정거장에 설치돼 우주로부터 날아오는 반물질을 탐색하게 될 AMS 실험과도 직결돼 있다. 이 같은 연구결과를 담은 논문 `Observation of the antimatter helium-4 nucleus`는 25일 세계적인 과학저널인 `네이처(Nature)` 최신호에 발표됐다. 유 교수는 물론 제자인 부산대 물리학과 대학원생 오근수, 최경언씨가 공저자로 참여했다.
유 교수는 "이번 발견은 반물질이 생각보다 많이 존재한다는 것을 보여준다"면서 "공상과학으로까지 연결하자면 반물질로만 구성된 우주의 존재를 예상할 수 있고, 이 반물질 우주와 물질 우주가 만나면 모두 사라진다는 것"이라고 말했다.
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이 물질은 인류가 발견한 가장 무겁고, 안정적인 반(反)물질 원자핵인 `반물질 헬륨4`로 반-알파 입자로도 불리며 이보다 더 무거우면서도 방사성 분열을 하지 않는 반물질 원자핵종이 발견될 확률은 100만분의 1 이하로 예측될 정도로 희귀한 것이다. 이는 물질의 가장 기본적인 소립자 `쿼크`의 반물질인 `반쿼크` 12개나 또 다른반물질인 반양성자와 반중성자가 2개씩 묶여야 나타날 수 있는 것으로 그동안 극한 의 상황에서 수조 분의 수조 분의 1초가량 존재할 수 있는 것으로 예측됐을 정도다.
그런데 유 교수팀을 포함해 12개국, 54개 연구기관으로 구성된 `STAR Collaboration 실험팀`이 미국 뉴욕주 롱아일랜드에 있는 상대론적 중이온충돌기에서 고에너지 충돌실험을 통해 무려 18개나 검출한 것이다. 우주의 어마어마한 에너지가 빅뱅을 통해 물질과 반물질을 똑같이 만들었을텐데세상에는 물질만 남고, 반물질은 보이지 않는 게 물리학의 가장 큰 수수께끼였는데 이번 발견은 그 반물질이 인류의 예측보다 광범위하게 존재할 수 있다는 것을 보여준 셈이다.
또 우주에서 일어날 수 있는 완전히 새로운 현상들을 포함한 광범위한 과학적 탐구에도 상당한 의미가 있다. 이번 발견은 올해 국제우주정거장에 설치돼 우주로부터 날아오는 반물질을 탐색하게 될 AMS 실험과도 직결돼 있다. 이 같은 연구결과를 담은 논문 `Observation of the antimatter helium-4 nucleus`는 25일 세계적인 과학저널인 `네이처(Nature)` 최신호에 발표됐다. 유 교수는 물론 제자인 부산대 물리학과 대학원생 오근수, 최경언씨가 공저자로 참여했다.
유 교수는 "이번 발견은 반물질이 생각보다 많이 존재한다는 것을 보여준다"면서 "공상과학으로까지 연결하자면 반물질로만 구성된 우주의 존재를 예상할 수 있고, 이 반물질 우주와 물질 우주가 만나면 모두 사라진다는 것"이라고 말했다.
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