국내 연구기관 최초 DUNE 가입
중성미자 성질 밝히는 데 목표 둬
중앙대 입자물리연구실이 미국의 페르미연구소가 추진하는 ‘국제 메가 사이언스 프로젝트’인 DUNE(Deep Underground Neutrino Experiment)에 참여한다. 참여자는 ▲김시연 교수(물리학과) ▲고영주 학생(입자물리학전공 박사 수료) ▲장창환 학생(물리학과 석사 1차)이다.
DUNE은 지난해 4월부터 진행된 국제 공동 프로젝트로 현재 30여개 국의 150여개 연구기관이 참여하고 있다. DUNE에 국내 연구기관이 참여한 것은 이번이 처음으로 중앙대 입자물리연구소는 지난달 20일 DUNE의 정식 멤버로 가입했다.
이에 대해 김시연 교수는 앞으로 많은 국내 연구기관이 DUNE에 참여할 수 있도록 힘쓰겠다고 밝혔다. 김시연 교수는 “이번 DUNE 가입이 기회로 중앙대의 위상을 국제적으로 높일 수 있는 계기가 되길 바란다”며 “한국물리학회 행사에 DUNE에 참여하는 해외 학자들을 초청해 DUNE에 대해 알리는 등 중앙대를 중심으로 타대의 연구기관들도 DUNE에 참여시키도록 노력하겠다”고 말했다.
중성미자는 전기적 전하를 띠지 않으며 동시에 질량이 0에 가까운 자연계의 소립자다. 현대 물리학계에서는 암흑물질의 구성, 초신성의 폭발 등 아직 밝혀지지 않은 우주의 원리를 규명하는 주요 입자로 중성미자를 연구하고 있다.
DUNE의 목적은 질량 절댓값 등 중성미자의 성질에 대해 밝혀내는 것이다. 현재까지 중성미자에 대해 알려진 것은 질량의 존재 유무와 중성미자 사이의 질량 차이 정도다. 일본 도쿄대 카지타 다카아키 교수와 캐나다 퀸스대 아서 맥도널드 교수는 중성미자에 질량이 있다는 사실을 입증해 지난해 노벨물리학상을 받았다. 지난달 서울대 김수봉 교수(물리천문학부) 연구팀은 중성미자 사이의 질량 차이를 관측하기도 했다. 그러나 현재까지 중성미자의 질량 절댓값은 밝혀진 바 없다.
이에 김시연 교수는 DUNE의 중요성을 강조했다. 김시연 교수는 “우주의 생성 초기 반물질이 소멸한 원인, 암흑물질의 성질 등이 중성미자와 깊은 연관성을 맺고 있다”며 “중성미자의 질량 값을 성공적으로 도출한다면 현대 물리학의 핵심 과제를 규명하는데 지대한 도움을 줄 것이다”고 말했다.