우주 빅뱅 반물질 포착, "우주 탄생 이론 풀리나?"

[엑스포츠뉴스=온라인뉴스팀 김진희 기자] 137억 년 전 우주 빅뱅(대폭발) 이후 우주 생성의 단서가 될 반물질(antimatter)이 포착돼 화제다.
 
지난 5일 유럽 입자물리연구소(CERN)의 알파(ALPHA) 연구팀은 우주 빅뱅 이후 사라졌다는 반물질인 반수소를 1,000초 동안 포착하는 데 성공했다고 물리학계에서 가장 권위가 높은 '네이처 피직스(Nature Physics)'에 논문을 발표했다.
 
여기서 말하는 반수소는 수소와 질량은 같지만 반대의 전하를 띤 물질이다.
 

우주 탄생 이론에 따르면 우주는 태초에 한 점에 모였던 질량 및 에너지가 광속보다 훨씬 빠른 속도로 급속히 팽창해 폭발하면서 탄생한 것이다.
 
우주 빅뱅 이후 물질과 반물질이 똑같은 양으로 만들어졌지만, 알려지지 않은 이유로 반물질이 모두 사라지면서 행성과 항성, 은하 등 물질만 가득한 현재의 우주가 된 것으로 추측된다.
 
이와 같은 논문에 제프리 행스트 알파연구팀 대변인은 "반(反) 수소(antihydrogen)원자를 1,000초 동안 붙잡아둘 수 있게 됐다"며 "포착할 수 있는 반수소 원자의 수는 적지만 1,000초는 연구를 하기에는 충분한 시간"이라고 자신의 의견을 말했다.
 

알파연구팀은 지난해 11월에도 반수소 원소를 생생, 0.2초 동안 포착하는 데 성공했다. 그 당시에 비하면 이번 성과는 획기적인 진전이다.
 
또 유럽 입자물리연구소는 지금까지 약 300여 개의 반원자(antiatom)를 포착해 연구했다고 전했다. 반원자를 포착하면 레이저나 초단파 분광기를 이용해 반수소의 구조를 더 정확히 그려낼 수 있고 이를 통해 수소원자와 비교하는 것이 가능해지는 것.
 
그뿐만 아니라 반물질에 중력이 미치는 영향을 측정하는 데 필요한 접근법을 확보할 수 있게 된다.
 
행스트 대변인은 "포착된 반수소 원자를 정확한 초단파 주파수에 충돌시키면 원자는 포착상태에서 탈출하게 되고 이때 우리는 소멸 과정을 추적할 수 있게 된다"고 설명했다.
 
행스트 대변인은 이어 "이를 통해 우리는 반(反) 주기표의 1번 요소인 반수소의 내부 구조를 최초로 들여다볼 수 있게 될 것"이라고 밝혔다.
 
[사진 = 상상도 ⓒ CERN]

온라인뉴스팀 김진희 기자 press@xportsnews.com