입자 가속기엔 다양한 종류가 있다. 가속하는 입자에 따라 양성자(수소원자에서 전자를 떼어낸 이온)·중이온(양성자보다 무거운 헬륨·탄소·우라늄 이온)·중입자(탄소 등 무거운 원소의 핵) 가속기 등으로 나뉜다.
방사광 가속기가 전자를 가속시켜 얻은 빛으로 물질 내부를 들여다본다면, 다른 가속기는 가속한 입자를 다른 물질과 충돌시켜 성질을 바꾸거나 새 물질을 만들어낸다. 양성자·중이온 가속기는 의료·산업용 동위원소 생산에 활용하고, 중입자 가속기는 암세포를 파괴하는 게 주 용도다. 방사광 가속기가 ‘눈’이라면 다른 가속기들은 ‘손’의 역할을 하는 셈이다. 현재 국내엔 경북 포항의 3세대 방사광 가속기와 경북 경주의 양성자 가속기(시험가동)가 가동을 하고 있다. 부산 기장의 중입자 가속기는 2016년, 대전 국제과학비즈니스벨트의 중이온 가속기는 2017년 완공될 예정이다.
외국에선 유럽입자물리연구소(CERN)의 거대강입자가속기(LHC)가 가장 유명하다. 길이 27㎞의 세계 최대 가속기로 두 개의 양성자 빔을 반대 방향으로 회전·충돌시켜 ‘신의 입자’ 힉스를 찾는 실험을 하고 있다. 힉스는 모든 입자에 질량을 부여하는 입자로 알려져 있다.
김한별 기자
