"빅뱅 이후 우주는 왜 소멸되지 않았나" 실험으로 밝힌다

세메르치디스 IBS 단장 "우주의 '물질-반물질 비대칭' 난제 연구"

"물리학 표준 모델로는 설명이 되지 않는 물질-반물질 비대칭 문제를 해결한다면 노벨상은 문제없을 것으로 기대합니다." IBS(기초과학연구원) 액시온 연구단 야니스 세메르치디스(Yannis K.Semertizids) 단장은 20일 제주 스위트호텔에서 열린 기자간담회에서 "물리학 난제인 '물질-반물질 비대칭' 현상을 증명할 전기 쌍극자 모멘트(EDM) 실험을 진행 중"이라고 밝혔다.

물질-반물질 비대칭은 물리학 표준 모델에서는 예상되지 않는 현상이다.

우주에 빅뱅이 일어났을 때 물질과 반물질이 같은 양으로 만들어졌다면 모이면서 상쇄돼 소멸해야 한다.

그에 따른 우주 질량을 가늠해보면 현재 1∼10개 정도의 은하계만 남아있어야하는데, 이론적으로 우주에는 3천500억개 이상의 은하계가 존재하는 것으로 알려졌다.

이를 설명하려면 물질이 반물질보다 훨씬 많이 퍼져 있는 '물질-반물질 비대칭'현상이 존재해야 하는데, 이를 입증하는 것이 물리학계 최대 난제 중 하나다.

IBS 액시온 연구단은 양성자 전기 쌍극자 모멘트(EDM) 실험을 통해 두 전하 사이의 거리를 곱해 구한 EDM 값이 Ɔ'이 아닌 것으로 나온다면 이 비대칭 현상을 설명해줄 수 있을 것으로 기대하고 있다.

초기 물리학자들의 '거울-전하 대칭'(C-P 대칭) 이론에 따르면 전하 간 간격이존재해서는 안 되는데, 만약 전하 간 스핀(회전)이 발생하면서 거리가 벌어진다는것을 입증한다면 거울-전하 대칭이 깨졌다는 것을 증명할 수 있고, 이는 곧 물질-반물질의 비대칭을 설명하는 원리가 된다.

거울-전하 대칭이란 입자를 반입자로 전하를 바꾸거나, 입자를 거울에 비춘 모양으로 좌우를 바꿔도 동일한 물리법칙이 적용된다는 원리이다.

연구단은 'CERN'(유럽입자연구소)의 'LHC'(대형강입자가속기)보다 높은 에너지규모의 물리학에 도달할 수 있는 초고감도의 저장링(자기장 차폐 장비)을 활용해 양성자 EDM 측정 실험을 진행하고 있다.

세메르치디스 단장은 "EDM 실험에 성공한다면 빅뱅 이후 우주 생성의 원리를 설명할 수 있다"면서 "IBS가 기초과학에 과감히 투자하고 있고, 최첨단 실험장비를 갖추고 있는 만큼 좋은 결과가 나올 것"이라고 기대했다.

jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>