인하대 윤진희 교수 ‘ALICE 한국팀’, 1펨토미터 초미시세계 탐사 기술 완성

윤진희 교수

인하대학교(총장 조명우)는 윤진희 물리학과 교수가 한국대표로 참여하고 있는 ALICE 국제공동연구팀이 초미시세계에서 입자간 상호작용의 상관관계를 밝혀냈다고 26일 밝혔다.

해당 논문은 지난달 세계적인 국제학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재됐다.

ALICE는 유럽핵입자물리연구소(CERN)에서 진행 중인 거대강입자가속기(LHC)를 이용한 국제공동프로젝트 중 하나로, 39개국 175개 기관의 1천900여 명이 참여하고 있다. 빅뱅 후 백만 분의 1초 후 형성됐을 원시우주를 재현하고 관찰함으로써 우주초기물질의 생성과정과 상호작용을 밝혀 우주 진화과정을 예측하는 것이 목표다.

ALICE에 참여하는 한국팀은 현재 8개 기관의 연구자 40명으로 과학기술정보통신부·한국연구재단이 추진하는 유럽핵입자물리연구소(CERN)협력사업의 지원을 받고 있다. 이번 연구는 인하대 물리학과 윤진희(한국팀 대표)·권민정 교수, 김범규·복정수·조소연·박종한·권지연 연구원 등 7개 기관 23명이 공동연구자로 참여했다.

ALICE 국제협력연구팀은 최근 LHC에서 양성자간 충돌로 생성된 강입자간 운동량 차이를 측정해 모든 강입자간 강상호작용의 상관관계를 밝혀냈다. 이 연구를 통해 강력이 작용하는 영역인 1펨토미터 정도의 초미시세계를 탐사할 수 있는 펨토스코피(femtoscopy) 기술이 완성됐다. 강입자간 강한 상호작용을 더욱 정밀하게 수행할 수 있는 새로운 실험적 방법을 제시했다는 데 큰 의의가 있다.

이 연구에서 한국팀은 입자 충돌지점에 가장 가까이 위치한 내부궤적추적장치를 제작하는 데 중추적으로 기여했다. 업그레이드된 앨리스 검출기를 이용해 더 많은 데이터와 더 정밀한 측정을 통해 하이퍼론뿐 아니라 매혹입자를 포함하는 강입자의 상호작용을 밝힘으로써 강상호작용을 보다 세밀하게 이해할 계획이다.

한국팀 대표인 윤진희 인하대 물리학과 교수는 “이번 연구는 거의 모든 종류의 하이퍼론과 양성자 사이의 상호작용을 초미시적인 세계에서 측정할 방법을 제시했다는 데 큰 의미가 있다”며 “이 방법은 차후 높은 휘도와 에너지로 업그레이드되는 LHC 실험에서 거의 모든 종류의 강입자 상호작용을 살펴볼 수 있다는 점에서 초미시세계의 새로운 지평을 여는 열쇠가 됐다고 할 수 있다”고 말했다.