[기고]
2017년 9월 5일 매일경제 "우주비밀 캐내는 중이온가속기 구축해 대전을 세계적 과학도시로 업그레이드"
http://news.mk.co.kr/newsRead.php?year=2017&no=594030
◆ 지금은 대전세종시대 / 기초과학연구원 ◆
우주에서 오는 전자기파를 측정하면 우주의 온도를 알 수 있다. 그를 분석하면, 빅뱅이 약 138억년 전에 있어났음을 알 수 있다. 빅뱅 후 우주는 계속 팽창하여 어마어마한 크기의 시공간이 만들어졌다. 우주는 역동적으로 변화한다.
별과 은하도 탄생하고 소멸하며, 블랙홀과 중성자별도 생기고 변화한다. 최근에는 두 개의 블랙홀이 서로 충돌하며 발생한 중력파가 지구에서 관측되기도 했다.
빅뱅부터 지금까지 138억년 동안 우주의 변화 과정을 비디오로 찍어둘 수 있었다면 그 과정은 얼마나 신비하고 근사할까? 우주는 인간의 상상을 초월하는 방식으로 만들어졌고, 규모는 어떤 할리우드 영화와도 비교할 수 없는 초대형 예술작품이다. 그런데 이 작품은 몇 가지 기본적인 법칙에 따라 만들어진 것이고, 그것을 깨닫는 과정은 엄청난 깨달음의 희열을 가져다 준다.
반면, 지구와 지구에서 발견되는 원소들은 어떻게 만들어졌나 하는 질문에는 아직 명확한 답을 찾지 못하고 있다. "우주 비디오"를 틀어보면 알 수 있겠지만, 그 수수께끼를 밝혀내고자 하는 것이 중이온가속기 건설 목적 중 하나이다. 이 문제를 원소 기원의 문제라 한다. 빅뱅 후 대략 3분 전후에 수소와 헬륨 등이 만들어졌다. 우주 초기에 만들어진 수소가 모여서 별이 되었는데, 별은 그 수소를 태워서 주기율표에 있는 많은 원소를 만들어낸다. 별은 원소 제조 공장이다. 그러나 별 내부에서는 헬륨에서 철까지만 만들 수 있고, 철보다 무거운 원소들은 만들어지지 않는다. 철보다 무거운 원소인 구리, 은, 금 등 우리에게 익숙하고 유용한 많은 원소들이 우주 어디에서 만들어져 지구로 왔는가 하는 것이 질문이다.
중이온가속기를 이용하여 이 질문에 대한 답을 찾고자 한다. 중이온가속기는 양성자부터 우라늄까지 모든 원소를 가속할 수 있다. 특히, 자연에 존재하지 않는 새로운 희귀동위원소를 만들어서 가속하는 것이 대전에 건설 중인 중이온가속기의 특징이다. 이 희귀동위원소를 이용하면 DNA, 단백질, 생채 고분자 구조 등을 새로운 방법으로 연구할 수도 있다. 중이온가속기는 암치료에도 활용될 수 있어서 복지에도 크게 기여할 수 있고, 핵자료 연구를 통해 방사성 폐기물 처리 방법 개발 등 미래 첨단 기술의 기반기술과 정보를 제공한다.
또한 중이온가속기 관련 기술은 검출기, 센서, 전자기기, RF, 극저온, 진공, 기계, 신소재 등 다양한 최첨단 기술 개발로 이어져 관련 산업에 활용할 수 있다. 지금 건설 중인 중이온가속기는 독창성과 함께 다양한 활용 면에서 과학 종합운동장이라고 할 수 있다. 핵과 입자를 연구하는 핵물리학, 입자물리학에서부터 천체물리, 의생명, 물성물리 및 기타 응용 기술 분야까지 다양한 분야의 새로운 연구를 할 수 있는 종합운동장이다.
과거에는 우리나라에 이런 중이온가속기와 같은 거대기초과학시설이 전무했다. 따라서 국내 연구자들은 해외에 나가서 다른 나라 시설을 잠시 사용하고 돌아오는 방식으로 연구했다. 그러나 이제는 세계적인 과학자들이 중이온가속기를 사용하기 위해서 대전 신동을 방문할 것이다. 그로 인해, 대전은 외국인 과학자들의 입에 오르내리고 그들이 방문하는 글로벌 도시가 될 것이다.
과거에는 우리나라에 세계적인 기초과학시설을 갖는 것이 국내 과학자들의 꿈이었다. 그러나, 세계적인 학자들이 중이온가속기를 사용하러 대전을 방문하고, 최고의 연구를 수행하는 것이 더 이상 꿈이 아니라 향후 몇 년 후 우리의 현실이다. 물론, 세계 최고의 시설은 거저 되는 것이 아니므로, 많은 난관을 극복하기 위해 우리 모두의 뜻과 지혜와 역량을 모아야 가능하다. 중이온가속기 구축의 성공을 위해 모두 힘을 합해야 할 때이다.
[홍승우 성균관대 물리학과 교수]
출처: 매일경제
