우주 탄생 때 사라졌던 反물질, 유럽서 첫 측정

  • 이영완 기자
  • 입력 : 2012.03.09 03:02

    CERN 실험팀… 네이처誌 발표

    물리학자들이 우주가 탄생할 때 물질과 함께 만들어졌다가 사라진 반(反)물질 원자의 물리적 상태를 측정하는 데 최초로 성공했다.

    유럽입자물리연구소(CERN) 알파(ALPHA, Antihydrogen Laser PHysics Apparatus) 실험 팀은 8일 "마이크로파를 이용해 반(反)수소 원자의 내부 상태를 처음으로 측정했다"고 '네이처'지에 발표했다. 연구진은 이번에 자기장에 붙잡힌 반수소에 일종의 빛인 마이크로파를 쬐어 원자핵의 회전방향인 스핀(spin)을 뒤집을 수 있다는 사실을 발견했다.

    앞서 CERN 과학자들은 입자가속기를 이용해 일반 수소 원자와 정반대로 (+)전기를 띤 양전자가 (-)전기를 띤 반양성자 주위를 도는 반수소를 만들었다. 이어 지난해에는 자기장을 이용해 반수소 원자를 한곳에 16분 정도 붙잡아두는 데 성공했다.

    물리학자들은 137억년 전 빅뱅(big bang·대폭발)으로 우주가 탄생한 직후 물질과 반물질이 같은 양으로 존재했다가, 반물질이 순식간에 사라지면서 물질만 남게 됐다고 추정한다. 아직 그 이유는 모른다. 우주 탄생의 비밀을 풀 열쇠가 반물질에 있는 셈이다. 물질과 반물질이 만나면 강력한 에너지를 내고 둘 다 사라진다. 댄 브라운의 소설 '천사와 악마'는 이를 이용한 폭탄 개발을 모티브로 하고 있다.

    ☞ 반(反)물질(anti matter)

    물질의 기본 단위인 원자는 (-)전기의 전자, (+)전기의 양성자, 자기장의 방향만 지녔고 극(極)이 없는 중성자 입자로 이뤄진다. 반물질 원자는 이와 정반대로 (+)전기의 양(陽)전자, (-)전기의 반양성자, 중성자와 자기 흐름이 반대인 반중성자로 구성된다.