우주 최초 물질 생성원리 이해에 새로운 단초 제공부산대 유인권 교수 등 국제 연구그룹..네이처誌 발표'반물질 우주'와 '물질 우주' 만나면 모두 사라질수도
  • 우주에서 최초로 물질이 생성된 원리를 이해하는 데 새로운 실마리를 제공하는 놀라운 물질을 부산대 물리학과 유인권(44.兪仁權) 교수 연구팀을 비롯한 국제 공동연구 그룹이 발견해 화제가 되고 있다.

    이 물질은 인류가 발견한 가장 무겁고, 안정적인 반(反)물질 원자핵인 '반물질 헬륨4'로 반-알파 입자로도 불리며 발견될 확률이 헬륨4 원자핵보다 100만분의 1 이하로 예측될 정도로 희귀한 것이다.

    이는 물질의 가장 기본적인 소립자 '쿼크'의 반물질인 '반쿼크' 12개나 또 다른 반물질인 반양성자와 반중성자가 2개씩 묶여야 나타날 수 있는 것으로 그동안 극한의 상황에서 수조 분의 수조 분의 1초가량 존재할 수 있는 것으로 예측됐을 정도다.

    그런데 유 교수팀을 포함해 12개국, 54개 연구기관으로 구성된 'STAR Collaboration 실험팀'이 미국 뉴욕주 롱아일랜드에 있는 상대론적 중이온충돌기에서 고에너지 충돌실험을 통해 무려 18개나 검출한 것이다.

    우주의 어마어마한 에너지가 빅뱅을 통해 물질과 반물질을 똑같이 만들었을텐데 세상에는 물질만 남고, 반물질은 보이지 않는 게 물리학의 가장 큰 수수께끼였는데 이번 발견은 그 반물질이 인류의 예측보다 광범위하게 존재할 수 있다는 것을 보여준 셈이다.

    또 우주에서 일어날 수 있는 완전히 새로운 현상들을 포함한 광범위한 과학적 탐구에도 상당한 의미가 있다.

    이번 발견은 올해 국제우주정거장에 설치돼 우주로부터 날아오는 반물질을 탐색하게 될 AMS 실험과도 직결돼 있다.

    이 같은 연구결과를 담은 논문 'Observation of the antimatter helium-4 nucleus'는 25일 세계적인 과학저널인 '네이처(Nature)' 최신호에 발표됐다.

    유 교수는 물론 제자인 부산대 물리학과 대학원생 오근수, 최경언씨가 공저자로 참여했다.

    유 교수는 "이번 발견은 반물질이 생각보다 많이 존재한다는 것을 보여준다"면서 "공상과학으로까지 연결하자면 반물질로만 구성된 우주의 존재를 예상할 수 있고, 이 반물질 우주와 물질 우주가 만나면 모두 사라진다는 것"이라고 말했다.