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우주 기원 추적하는 ‘암흑물질 탐사대’

  • 조회 : 863
  • 등록일 : 2019-01-15
우주 기원 추적하는 ‘암흑물질 탐사대’의 대표사진

캠퍼스·전공 소개

우주 기원 추적하는 ‘암흑물질 탐사대’

UST-기초과학연구원 캠퍼스(IBS) 기초과학 전공 - 지하실험연구단

이론적으로 우주의 27% 가량을 차지하는 것으로 추정되는 ‘암흑물질’은 과학계의 큰 관심에도 불구하고 “발견이 곧 노벨상”이라 불릴 만큼 여전히 알려진 바가 없습니다. 이 미지의 존재를 찾기 위해 30년 넘게 세계 각지의 많은 과학자들이 고군분투하고 있지요. UST-기초과학연구원(IBS) 캠퍼스의 기초과학 전공 교수진과 학생들도 그런 암흑물질 탐사대원들입니다.

누구도 찾지 못한 암흑물질을 찾아서

2011년 설립된 IBS는 우리나라 최대·최고의 기초과학 연구기관입니다. 이름에서 보이듯 물리학·화학·수학·생명과학·지구과학 등 국가 경쟁력의 뿌리가 되는 기초과학의 역량을 세계적 수준으로 높이기 위해 만들어졌지요. 이를 통해 창조적인 과학지식을 확보하고 우수한 인재를 양성하려는 노력을 기울이고 있습니다.

"UST-IBS 캠퍼스는 15명의 교수진과 18명의 학생들로 이뤄져 있는데요. 그중 지하실험연구단에는 4명의 교수와 5명의 기초과학 전공과정 학생들이 속해 있습니다. 이들은 강원도 양양의 지하동굴과 대전의 본원을 오가며 미지의 암흑물질을 추적 중입니다. 심층지하에 설치된 검출기를 통해 유력한 암흑물질 후보인 중입자 윔프(WIMP)의 존재를 직접적으로 검증하려는 실험이지요. "

이현수 전공책임교수는 “암흑물질의 발견은 그간 알아왔던 세상의 모든 물리지식에 심오한 영향을 줄 만할 사건”이라며 “우리나라는 서구 선진국들에 비해 암흑물질에 대한 연구가 늦은 편이지만 고도로 예민한 검출기를 자체개발하며 이제 여느 과학강국과도 겨룰 수 있을 만한 독립연구가 진행되고 있다”고 설명합니다.

암흑물질 연구는 우주를 이해하기 위한 중요한 열쇠입니다. 우주 공간을 구성하는 암흑물질과 에너지가 무엇인지 모르고서는 우주의 기원과 역사를 이해할 방법이 없지요. 그래서 지하실험연구단의 교수진들은 기초과학 전공 과정의 학생들에게 기초적인 물리학부터 고전·양자·전자기학·통계물리의 4대 역학까지 우주에 관한 고급 지식을 골고루 전수하기 위해 애쓰고 있습니다.

스지하실험연구단 교수진과 학생들

1천 미터 지하세계에서 바라보는 우주

이와 함께 질량이나 성질이 전혀 밝혀지지 않은 암흑물질을 잡아내는 검출기 제작과 새롭게 고안되는 실험도 현장수업으로 적극적으로 활용되고 있습니다. 미래의 동료가 될 학생 연구자들이 그 어느 곳에서도 쉽게 경험하기 힘들 전대미문의 실험을 처음부터 끝까지 체계적으로 익힐 수 있도록 하기 위한 교수진의 배려이지요.

여기에는 암흑물질 연구의 불모지였던 우리나라에서 최초로 관련 연구를 개척한 김영덕 지하실험연구단장, 그리고 대학원생 시절 직접 지하실험시설 구축에 참여하는 기회를 얻으며 입자물리학자의 길을 선택하게 된 이현수 전공책임교수의 경험이 녹아 있기도 합니다.

‘UST’에서 ‘미세 형상 측정 전문가’ 꿈 생겨의 사진2

올해는 양양의 실험실보다 더 크고 현대적인 실험시설이 강원도 정선의 약 1,100m 지하에 구축되게 됩니다. 우리나라에도 마침내 해외의 유명한 암흑물질 실험시설들과 경쟁할 수 있는 토대가 마련되는 것이지요. 이런 특별한 경험을 학생들과 함께할 수 있다는 생각에 기대감이 아주 큽니다.

 

UST-IBS 캠퍼스의 기초과학 전공에서는 세계적인 암흑물질 실험시설 구축과 함께 핵물리, 입자물리, 검출기물리, 천체물리 등 더욱 실험에 특화된 수업에 집중할 계획입니다. 누구도 닿지 못한 미지의 영역을 향해 발걸음을 서두르고 있는 대한민국의 탐사대원들이 우주의 진실을 담고 있는 암흑물질과 함께 당당히 귀환할 수 있기를 기원합니다.

암흑물질 실험방법에 대해 토론하는 지하실험 연구단 연구진

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