18일 중국 광둥성 장먼에서 중국과학원 관계자들이 ‘주노’의 작동 원리를 각국 취재진에게 설명하고 있다. 장먼=김철중 특파원 tnf@donga.com



“중성미자의 질량 차이를 학계의 기존 연구보다 1.5∼1.8배 더 정밀하게 측정하는 데 성공했다.”

18일 중국 광둥성 장먼의 ‘장먼 지하 중성미자 관측소(JUNO·주노)’를 찾았다. 차오쥔(曹駿) 주노 부대변인은 동아일보, 일본 공영 NHK방송과 교도통신, 러시아 국영매체 러시아투데이(RT) 릴게임손오공 등 각국 언론에 주노의 최신 연구 성과를 공개하며 “중국이 우주 및 물리 이론의 연구에서 세계 선두에 설 것”이라고 자신했다.
중성미자는 질량이 매우 작고 전하를 띠지 않아 일반 물질과 거의 반응하지 않는다. ‘유령 입자’로 불릴 만큼 관측 또한 어렵다. 빅뱅(Big Bang·우주대폭발) 이후 우주 전체에 퍼져 별 내부의 핵반응, 초신성 오션파라다이스게임 폭발 등 다양한 현상을 일으킨 것으로 알려졌다. 중국은 우주의 생성 비밀을 담고 있다고 평가받는 이 중성미자의 연구에서도 주목할 만한 성과를 내고 있다.



중국 최신식 중성미자 검출 기기 ‘주노’의 모습. 주노 제공


릴박스
지하 700m의 관측 시설에 도달하려면 지상에서 지하 시설까지 비스듬히 1.3km 구간을 운행하는 열차를 타고 약 15분 내려가야 했다. 갱도를 따라 마련된 전기, 배수, 분석 장치실을 지나니 중앙부에 있는 핵심 관측 장비에 도착했다.

직경 35.4m 아크릴 구체 형태의 관측 장비 안에는 특수한 액 오션파라다이스릴게임 체 섬광체가 가득 차 있었다. 모든 물질을 뚫고 나가는 중성미자가 이 액체를 통과할 때 미세한 빛이 발생하고, 구체 표면에 있는 수만 개의 센서가 빛을 감지하는 방식이다. 왕이핑(王貽芳) 중국과학원 원사는 “지하는 우주 및 자연 방사능의 간섭을 최대한 배제할 수 있는 곳”이라고 설명했다.
중성미자는 일반인에게 생소하지만 이를 연구한 과학자 릴박스 들이 총 4번 노벨 물리학상을 수상할 만큼 과학계에서는 주요 연구 분야로 꼽힌다. 과거 미국, 일본, 서유럽 등이 관련 연구를 선도했지만 최근 중국 또한 만만치 않은 성과를 내고 있다.
중국은 2008년 기존보다 더 정밀하고 규모가 큰 차세대 중성미자 관측시설을 기획했다. 2015년 착공한 뒤 10년 동안 27억 위안(약 5600억 원)을 투입해 올 8월 주노를 처음 선보였다. 차오 부대변인은 “입자물리학, 천체물리학, 그리고 우주론 등에서 제기된 난제들을 해결하고, 우주를 이해하는 데 기여하겠다”고 강조했다.
일본 또한 현재 운영 중인 중성미자 관측 기기 ‘슈퍼 가미오칸데’를 개선한 ‘하이퍼 가미오칸데’를 2027년 중 선보이겠다는 뜻을 밝혔다. 미국은 주노보다 더 큰 규모로 설계한 대형 검출기 ‘듄(DUNE)’을 2030년 이후 가동하기로 했다.
장먼=김철중 특파원 tnf@donga.com