기초과학연구원, 1100m 지하에 우주의 신비 밝혀 줄 연구소 구축

지하 1100m에 우주의 신비를 밝혀줄 연구소가 구축된다. 이곳에서는 암흑물질과 중성미자에 대한 연구가 이뤄진다. 암흑물질은 우주를 구성하는 물질 중 밝혀지지 않은 것들이고 중성미자는 우주에서 광자(빛) 다음으로 많은 기본입자다.

기초과학연구원(IBS)은 지하실험 연구단이 정선군, 한덕철광과 정선 철광에 우주입자연구시설 구축을 위한 업무협력 협정(MOU)을 체결한다고 16일 밝혔다. 연구시설은 정선군 신동읍 예미산 일대 한덕철광의 철광 지하 1100m에 2000㎡ 규모로 구축된다. 연구소는 2019년 완성되며 본격적인 실험은 2020년부터 진행된다. 예산은 210억원이다.

지하실험 연구단은 이 곳에서 암흑물질 발견과 중성미자의 질량 측정 및 성질 규명에 도전할 계획이다.

우주를 구성하고 있는 성분 중 우리가 일고 있는 물질은 4%에 불과하다. 과학자들은 나머지 96%는 암흑물질(27%)과 암흑에너지(69%)로 구성돼 있을 것으로 추정하고 있다. 중성미자는 우주에서 빛 다음으로 많은 기본 입자다. 이 물질은 다른 입자에 비해 질량이 매우 작다는 것이 확인됐을 뿐 정확한 수치는 측정되지 않았다. 암흑물질 검출과 중성미자 질량 측정은 우주의 기원과 물질의 존재를 이해하기 위한 것으로 현대물리학 최대과제로 꼽힌다.

암흑물질과 중성미자의 신호는 포착하기 어렵기 때문에 실험환경에서 배경잡음 등을 최소화해야 한다. 때문에 전세계 과학자들이 경쟁적으로 지하 깊은 곳에 검출장치를 설치하고 있다. 지하실험 연구단은 현재 양양 지하 700m에서 암흑물질과 중성미자를 연구하고 있다. 2015년 노벨물리학상을 받은 가지타 다카아키 도쿄(東京)대 교수는 지하 1000m에서 중성미자 진동현상을 발견한 바 있다.

김영덕 연구단장은 “우주입자연구시설이 구축되면 세계적인 연구그룹과 경쟁할만한 연구환경이 조성될 수 있을 것”이라며 “천체입자물리학 분야의 한 단계 도약과 세계적인 연구성과 창출이 기대된다”고 말했다.

정필재 기자 [e-mail]