T2K 실험

이코노미스트지에 중성미자를 검출하는 T2K experiment에 관한 기사[1]가 실려 있어 소개한다.

T2K experiment는 위 도식에서 보시다시피 일본 도카이 촌에 설치된 양성자 가속기 J-PARC에서 쏘는 뮤온 뉴트리노 빔을 지구 속을 관통시켜 히다 시에 위치한 슈퍼 카미오칸데에서 검출하는 실험이다. 뉴트리노 진동에 관한 정확한 정보를 얻는 실험이라고 하는데, 뉴트리노 진동은 뉴트리노의 질량이 존재하는지의 여부와 관련이 있다고 한다. 뭐 자세한 것은 본인도 모른다-_-

질량이 만드는 중력은 우주의 팽창속도를 감속시키므로, 우주 내 총 질량의 크기가 우주가 앞으로 무한히 팽창할 지, 수축으로 돌아설지를 판가름하는 결정요소가 된다. 보이지 않는 질량을 암흑물질이라고 부르는데, 이 암흑물질의 후보로 뉴트리노가 될 가능성이 있다. 따라서 뉴트리노의 질량은 우주의 미래를 결정한다고도 볼 수 있다.

또한 경험적으로 양성자와 같은 바리온의 개수가 보존된다고 알려져 있음에도 불구하고, 우주내 반물질의 양이 무척 적은 것 또한 매우 큰 수수께끼 중의 하나이다. 이코노미스트지 기사[1]에서는 이러한 실험을 통해 이 수수께끼를 풀 수도 있을 지 모른다는 이야기가 실려있다.

실험방법은 아연 폐광 속에 5만톤(!)의 물을 담아 놓고 뉴트리노가 물 분자와 충돌할 때 발생하는 특정 입자를 검출하는 방식인 모양이다.(기사의 사진 참조) 애석하게도 최근의 동일본 지진의 여파로 이 실험이 연기된 상태라고 한다. 이런 분야는 일본이 우리나라에 비해 넘사벽의 실력을 가진 듯….

 


[1] 이코노미스트 Delta force Jun 23rd 2011

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