2008년부터 가동된 거대강입자충돌기(LHC)는 효율성과 정확성을 높이기 위한 업그레이드 작업이 현재도 주기적으로 진행 중이다. 위 사진의 실리콘 검출기(ITS) 업그레이드에서는 한국 연구진이 큰 기여를 했다. CREN 제공


스위스 제네바에 설치된 유럽 입자물리연구소(CERN)의 거대한 과학 실험장치인 '거대강입자충돌기(Large Hadron Collider, LHC)'는 2012년 이론으로만 예측된 '힉스 입자'를 발견하는 등 그동안 입자물리학 분야에서 굵직한 성과를 냈다. LHC가 올해 6월부터 가동을 게임몰 중단하고 출력 업그레이드에 돌입한다.
지난달 31일(현지시간) 영국 가디언에 따르면 올해부터 CERN 사무총장을 맡는 마크 톰슨 영국 케임브리지대 물리학과 교수의 주요 임무는 LHC를 정지하고 업그레이드하는 것이다. 톰슨 사무총장의 임기가 거의 끝날 때까지 재가동되지 않을 전망이다.
입자가속기는 입자를 가속해 충돌시 바다이야기하는법 키는 실험 장치다. 원통형으로 도넛처럼 말려 있는 가속기 내부의 강력한 초전도 자석이 전하를 띤 입자인 양성자를 매우 빠르게 가속해 서로 충돌시키면 물질을 이루는 기초적인 구성 성분이나 생성 원리를 살펴볼 수 있다. LHC의 길이는 27km에 달한다.
정지 기간에 LHC는 출력을 늘린 '고휘도 LHC'로 전환될 예정이다. 충돌 에너지가 릴게임 강할수록 새로운 입자나 현상을 관측하기 용이하다. 신형 초전도 자석을 설치해 양성자 빔을 압축하고 강도를 높인다. 입자의 충돌 횟수를 약 10배 증가시킬 수 있다는 설명이다.
LHC 실험을 통해 발견된 힉스 입자는 물질에 질량을 부여한다. 과학자들은 고휘도 LHC를 통해 힉스 입자 사이의 상호작용과 힉스 입자가 우주의 기본입자에 다양한 바다이야기프로그램 질량을 부여하는 과정을 명확하게 규명할 수 있을 것으로 기대된다.



미래 원형 충돌기(FCC)의 대략적인 규모를 표현한 그림. 스위스 제네바에 있는 LHC 근처가 유력한 건설 장소로 제시됐다. CERN 제공


LHC의 알라딘릴게임 수명은 약 2041년으로 LHC를 뒤이을 유럽의 차세대 입자가속기 건설 계획이 활발히 논의 중이다. LHC와 형태가 비슷하지만 길이가 91km로 3배에 이르는 '미래 원형 충돌기(Future Circular Collider, FCC)'는 이론상 LHC보다 6~8배 큰 에너지로 양성자를 충돌시킬 수 있다.
지난해 발표된 FCC 세부 계획에 따르면 약 45년 뒤인 2072년까지 최소 300억달러(약 44조원)가 필요하다는 계산이 나온다. 초대형·초장기 계획이지만 자금 조달 방안이 명확하지 않다는 점이 지적된다. 또 FCC가 반드시 필요하다는 이론적 배경이 부족하다는 것도 쟁점이다. 전체 완공 계획이 너무 길어 대안이 될 만한 아이디어를 차단한다는 비판도 있다.
톰슨 사무총장은 가디언에 "FCC는 자연스러운 진화 과정"이라며 "우리의 목표는 우주를 가장 근본적인 수준에서 이해하는 것이고 지금은 포기할 때가 아니다"라고 밝혔다.
[이병구 기자 2bottle9@donga.com]