유럽 12국 공동원자력연구소 대형 입자가속기 만들기로

유럽 12개국의 공동연구단체인 『원자력연구룰위한 유럽센터』(CERN)는 궁극적인 기본물질의 구명과 물질간에 작용하는 힘을 밝혀내기 위해 초대형 입자가속기제작을 계획하고 있다.
제베바 근교에 자리잡고 있는 CERN연구소는 현재 가지고있는 지름 2·2공의 400GeV (1GeV는 10의 9제곱전자 볼트)짜리 강력 양자파괴 원형가속기(SPS)이의에 지름 9·5㎞·전장 30㎞짜리 대형 원형가속기를 1988년까지 지하에 완성시킨다는 방침을 세워 놓고있다.
LEP경으로 불리는 이 가속기는 CERN 연구소를 기점으로 스위스와 프랑스 국경에 있는 주라 산맥 밑을 뚫고, 제네바 공항 부근을 돌아 다시 연구소까지 오는 30㎞의 지하 터널이다. 이 터널 속에는 원자를 가속시키기 위해 구리로 만든 원통과 전자석 등의 시설이 자리잡게 된다.
이미 터널 굴착작업을 위해 40군데가 시추되었고 실험실이 들어설 몇군데 지하지점이 선정되었다.
처음 가속능력 90GeV로 시작되는 LEP는 m당 건설비가 약40만원이 들것으로 추정되는데 가속된 입자의 힘을 목표하는 130GeV까지 끌어 올리기 위해서는 훨씬 많은 경비가 투입되어야 할 것으로 보인다.
세계 각국이 많은 돈을 들여 입자가속기를 건설하는 아유는 물질의 궁극적인 기본 단위를 찾아내고 이들간의 상호작용을 밝혀보려는 뜻에서이다.
1930년대까지 원자가 물질의 최소 기본단위인 것으로 생각되었으나 원자에는 원자핵이 잇고 전자가 있으며 원자핵은 다시 양자와 중성자로 되었다는 것이 밝혀졌다.
그뿐 아니라 여러 종류의 소입자는 다시 기본적으로 쿼크라는 몇개의 미입자로 이뤄진다는 사실이 밝혀져 현재까지는 이 쿼크가 최소단위이며 쿼크의 개수를 찾아내는 것이 소립자 물리학의 목표로 되어있다.
쿼크는 너무 작아서 전자현미경으로도 확인할 수 없는 것이기 때문에 소입자를 입자가속기에 넣고 중성자 등을 고 에너지로 가속시켜 소립자에 충돌, 깨뜨리면서 쿼크의 존재를 확인하게 된다.
이번 CERN이 세우는 LEP는 이와는 달리 레본이라는 불리는 경입자 속에서의 W·Z입자를 찾아내고 연구하려는데 목적이 있다.
작년 노벨 물리학상을 수상한 와인버그·살람 박사는 우주에 존재하는 4개의 기본적인 힘, 즉 중력·강력·전자기력·약력 중 전자인력과 약력이 같은 것이라는 것을 이론으로 증명했다.
이 4가지의 힘이 결국은 한가지라는 것을 증명하는 것이 물리학자들이 바라는 통일장 이론인데 LEP가 완성되어 W·Z입자가 약력을 운반하는 과정이 밝혀지면 와인버그·살람의 전자기력· 약력의 동일이론은 실험으로도 증명될 수 있을 것으로 보인다. <이코너미스트 지>