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2015년 11월 28일 토요일

역대 최고 에너지 기록을 세운 거대 강입자 충돌기 - 1000 TeV




(One of the very first collisions recorded between two lead ions at the LHC's top energy. The energy in the center-of-mass system is approximately 1000 TeV. Todays events bring collisions physics into a new energy scale, that of PeV (Peta-electron-volts). The ALICE detector registered tens of thousands of particles. In this live display the tracks of the particles from the collision point and through the detector are shown in colors corresponding to their mass and type. Credit: CERN )​

(Data generated Nov. 25 by the Compact Muon Solenoid during the new round of heavy ion collisions at the Large Hadron Collider. A Rice University team is onsite for the duration of the month-long run. Credit: CERN )​
 유럽 원자핵 연구소(CERN)의 거대 강입자 충돌기 (LHC)가 새로운 충돌 에너지 기록을 수립했다는 소식입니다. CERN의 발표에 의하면 현지 시각으로 11월 25일 오전 11시 15분 경 208개의 중성자와 양성자로 구성된 납 원자핵이 서로 충돌하면서 1000TeV에 달하는 에너지를 달성하는데 성공했다고 합니다.
 물론 이전에 전해드린 것처럼 LHC의 최대 출력보다 훨씬 큰 에너지이지만, 충돌시 작은 부위에서 이런 에너지가 나올 수가 있는 것이 차가 서로 충돌할 때 모두 같은 에너지를 받지 않는 것과 유사하게 더 많은 에너지가 집중되는 곳이 있기 때문입니다. 참고로 이전 업그레이드를 마치고 현재 재가동에 들어간 LHC의 최대 에너지는 13TeV입니다.
 두 개의 납 원자핵이 충돌하면서 여기에는 국소적으로 4조K(4000 billion degree)의 고온이 발생합니다. 이렇게 높은 온도와 에너지에서 보려는 것은 우주 초기의 상태입니다. 빅뱅 직후 우주는 매우 고온 고밀도의 상태였습니다. 당시에는 지금같은 원자핵이 없고 양성자나 중성자도 없는 상태였습니다.
 우주 초기 수억 분의 1초는 이런 소립자를 이루는 쿼크와 글루온이 쿼크-글루온 플라즈마 quark-gluon-plasma (QGP)를 이루던 시기입니다. 그러다가 1/100만 분의 1초가 지나면서 쿼크와 강력을 매개하는 글루온이 합쳐져서 우리가 아는 양성자와 중성자가 생성되기 시작합니다.
 LHC의 실험은 시간 바늘을 빅뱅 초기로 돌리는 것과 같습니다. 이 시기 등장했던 다양한 소립자의 존재를 확인하고 현재의 물리학 이론이 맞는지, 그리고 우리가 몰랐던 새로운 사실은 없는지를 검증하는 것입니다.
 CERN의 ALICE 연구 담당자인 코펜하겐 대학의 Jens Jørgen Gaardhøje 교수(뭐라고 읽는지... Niels Bohr Institute at the University of Copenhagen)는 이 미니 빅뱅 환경에서 3만 개나 되는 입자가 생성되었다고 설명했습니다. 여기서 발생된 방대한 데이터는 다시 분석되어 우주 초기에 어떤 일이 있었고 현재 우리 몸을 구성한 원자핵 내부에서 어떤 일이 일어나는지를 이해하는 기초자료가 될 것입니다.
 앞으로도 거대 강입자 충돌기의 충돌은 계속될 것입니다.
 참고

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