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714 검색 결과: 베이징

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중국표준 고속열차-‘푸싱호’ CR400계열 탄생

중국 자체 지식재산권을 보유한 중국표준 고속열차 ‘푸싱호(複興號)’가 2017년 6월 26일 베이징 남역-상하이 홍챠오(虹橋)역 구간에 G123편과 G124편을 각각 개통하여 양방향 첫 운행을 시작하였다. ‘푸싱호’는 중국철도총공사 주도로 개발한 세계 선진 수준의 중국표준 고속열차이다.

중국철도총공사는 중국표준 고속열차를 개발하는 과정에 중국 국가표준, 철도업계표준, 철도총공사 기업표준을 대량으로 적용함과 동시에 신형 표준화 고속열차를 위한 일련의 기술 표준도 제정하였다. 이와 관련된 254개 주요 표준에서 중국표준이 84%를 차지한다.

‘푸싱호’ CR400계열 고속열차는 체계가 구전하고 구조가 합리하며 선진적이고도 과학적인 고속열차 기술표준 체계를 구축하였다. 이는 중국이 고속열차 기술에서 전반적인 자주화, 표준화, 계열화를 이룩하였음을 의미하며 중국 고속철의 국제적 발언권 및 핵심 경쟁력을 크게 강화하였다.

중국 ‘12차 5개년’ 계획의 전략적 신흥산업 시범프로젝트인 중국표준 고속열차 개발은 국가의 중점적 지원을 받은 프로젝트이다. 동 프로젝트는 중국 고속철 수송 수요로부터 접근하였고 전향적 설계 아이디어에 기초하여 기술조건 및 기술방안을 설계하였다. 그리고 시속 420km 교차 통과 및 중련편성 등 세계 기록을 세웠다.

현재 ‘푸싱호’는 ‘CR400AF’와 ‘CR400BF’ 두 개 유형의 모델을 보유하고 있는데 ‘CR’은 중국철도총공사의 영문약자이고 ‘400’은 속도등급 코드로서 해당 모델의 시험속도는 400km/h 이상에 도달하였고 지속적인 운행속도는 350km/h이다. ‘A’와 ‘B’는 제작사 식별코드로 생산업체를 표시한다. ‘F’는 기술유형 코드로서 동력분산식 전동열차임을 표시한다. 이외 ‘J’는 동력집중식 전동열차, ‘N’은 동력집중식 내연기관 열차를 뜻한다.

향후 중국철도총공사는 수송 수요에 근거하여 ‘푸싱호’ CR300 및 CR200계열 중국표준 고속열차를 단계적으로 개발하여 다양한 속도등급 노선의 운영 범위를 확장할 예정이다.

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“국가 과학기술 장려제도”에 대해 원사(院士)들의 태도

최근, 중국국무원 판공청은 「과학기술 장려제도 개혁심화에 관한 방안」을 발표했다. 동 개혁은 기술발명상과 자연과학상의 비례를 늘리고 과학기술진보상의 비례를 낮추어 과학기술자의 자주혁신 능력을 격려하는 데에 목적이 있다.

중국공정원 원사 겸 베이징공상대학 총장인 쑨바오궈(孫寶國)에 의하면, 국가 과학기술상 수량이 400개에서 300개로 줄이는 것은 장려제도가 사회에 미치는 영향력을 확대하고 과학연구자들이 연구에 더욱 몰두하게 격려하여 고수준의 과학성과를 창출하는 데에 목적이 있을 뿐만 아니라 공개적으로 선발하는 것은 상(獎)의 영향력과 권위성을 향상하는 데에 유리하다.

중국공정원 원사인 쳰치후(錢七虎)에 의하면, 장려대회는“과학기술이 가장 중요한 생산력”이라는 것을 보여주었고 노동, 지식, 인재, 창조를 존중하는 분위기를 만들었으며 자주혁신은 이번 개혁의 중점이다. 중국은 과기대국에서 과기강국으로 매진하려면 과학연구의 독창성과 창의력을 중시해야 한다. 그리고 상의 수량을 줄이는 것은 과학연구자들이 연구에 전념하게 할 수 있고 젊은 연구자들이 상을 많이 받으면 연구정력을 분산하기 쉽다. 또한 개혁은 공평·공정을 강조하는 동시에 신용제도와 사후 평가제도를 구축할 필요도 있다고 말했다.

이외에, 국가 과학기술상의 평가·선발은 엄격히 진행하고 있고 평가위원들의 비밀유지도 잘하고 있으며 부정적으로 청탁하는 것이 발견되면 즉시 수상자격을 취소한다.

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톈허2호로 우주 암흑물질과 중성미자 진화과정을 시뮬레이션

베이징대학 카블리천문학·천체물리학연구소 박사후 위하오란(于浩然)과 베이징사범대학 천문학부 교수 장퉁제(張同傑) 등은 중국 톈허(天河)2호 슈퍼컴퓨터로 3조 개 입자 수에 달하는 N-body 수치 시뮬레이션 실험을 완성하여 우주 빅뱅 후 1,600만년부터 현재까지 약 137억 년간 암흑 물질과 중성미자의 진화과정을 밝혀냈다. 시뮬레이션 실험에서 처음으로 중성미자가 우주 구조에서 발생하는 응축 효과가 관측되어 중성미자 질량의 독자적 측정에 새로운 방향을 제시하였다. 해당 연구 성과는 2017년 6월 5일 “Nature • Astronomy”에 발표되었다.
중성미자는 자연계에 존재하는 기본입자 중 하나이다. 우주 빅뱅이 발생한 1초 후부터 기타 플라스마 물질과 디커플링하여 보이지 않는 우주 배경을 형성하였다. 현재, 물리적 실험이나 천문학적 관찰 방법으로는 정확하게 중성미자의 질량을 측정하기 어렵다.
암흑물질은 우주의 주요 구성 물질이다. 연구팀은 3조 개 입자로 구성된 우주 중성미자, 암흑물질의 분포와 진화과정에 대한 시뮬레이션을 통하여 중성미자의 질량은 우주에서 서로 다른 중성미자 풍부도를 포함하는 구역에 존재하는 항성계의 특성으로 측정할 수 있다는 것을 발견하였다. “빈곤(贫)”한 중성미자 구역보다 “부유(富)”한 중성미자 구역에서 더욱 많은 중성미자가 큰 질량의 암흑물질 구조에 포획되었다. 이러한 응축 효과의 존재는 암흑 물질 구조의 질량 함수 변화를 초래하여 종국적으로 항성계의 특성 변화를 일으킨다. 이는 우주학적 관측에서 독자적으로 중성미자 질량을 측정할 수 있는 새 방법을 제공하였다.
대규모적인 우주 수치적 시뮬레이션은 강력한 계산능력과 저장능력을 갖춘 슈퍼컴퓨터에 의지한다. 연구에서 진행된 N-body 수치 시뮬레이션 실험은 2015년 초 톈허2호에서 완성되었다. 시뮬레이션 입자 수는 미국 Mira슈퍼컴퓨터에서 진행 한 시뮬레이션 입자 수를 초월하여 세계 신기록을 창조하였다. N-body 수치 시뮬레이션의 입자 수는 카메라의 화소와 맞먹는다. 입자 수가 많을수록 카메라의 해상도가 더 높아 더욱 선명하게 우주 진화 역사를 환원할 수 있으며 중성미자 포아송 노이즈가 주는 영향을 낮출 수 있다.

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해발 4,410미터에서 태양계 외 “메신저” 포획

중국과학원 고에너지물리연구소 차오전(曹臻) 연구원에 의하면, 쓰촨성(四川省) 쯔저우다오청(孜州稻城)현 하이쯔산(海子山)에 고해발우주선관측소(LHAASO)를 구축할 예정이며 세계에서 피복에너지 범위가 가장 넓은 우주선탐측장으로 될 것이다.
우주의 대사건을 전달해주는 “메신저”인 우주선은 “은하계 운석”으로 불리며 지구에 존재하는 유일한 태양계 외 물질이다. 현재까지 인간은 태양계 외, 특히는 은하계 외 천체의 샘플을 얻기 힘들었기에 천체에서 방출되는 우주선에 대한 연구는 은하계를 인식하는 유일한 방식이다. 우주선은 우주 기원, 천체 진화, 태양 활동 및 지구 공간 환경 등 중요한 과학 정보를 가지고 있어 우주선과 우주선 기원에 대한 연구는 우주를 탐구하는 중요한 경로이다.
1912년, 오스트리아 과학자 헤스가 최초로 우주선을 발견한 후 100년간 우주선 연구에서 많은 기본입자가 발견되었다. 이러한 연구 성과는 입자 물리학과 6명 노벨상 수상자를 탄생시켰지만 우주선 기원에 대한 비밀은 여전히 밝혀지지 않았다.
우주선 기원 문제는 과학계의 중대한 프런티어 문제로서 유럽과 미국의 과학 결책 부서에서 제출한 6개와 11개 기초과학 어려운 문제 순위 중 모두 상위 5위이다.
세계 각국 과학자들의 노력을 거쳐 20세기 말부터 현재까지 180여개 감마선원 천체를 발견하였다. 이 천체들은 우주선을 생성하는 유력한 방사원으로 추측된다.
고에너지 우주선 입자는 중대한 우주사건, 예를 들면 초신성 폭발, 블랙홀 폭발, 거대 항성계간 충돌 등에서 생성될 수 있다. 때문에 이러한 우주 사건은 현재 과학자들이 꾸준히 탐구하고 있는 문제이다. 연구에 의하면 에너지가 1,018전자볼트를 초월하는 입자는 은하계 외에서 생성된 것으로 추정되므로 우주선에 대한 연구를 통해 우주에서 발생한 상황을 재현할 수 있다.
질량이 10-24 g인 우주선 양성자가 갖고 있는 에너지는 테니스공이 150km/h로 운동하는 에너지와 같다. 현재, 충돌형 가속기로 인공 고에너지 입자를 획득할 수 있지만 우주선에 포함된 고에너지 입자의 에너지는 충돌형 가속기가 생성한 입자의 최대 에너지보다 훨씬 더 많으며 베이징전자-양전자 충돌기로 생성한 입자의 에너지보다 1,000억 배나 더 높다. 이처럼 높은 에너지의 생성 원인과 가속 원리 등은 과학자들의 커다란 관심을 끌고 있다.
고에너지 우주선 입자가 대기권에 진입하면서 대기의 질소 혹은 산소 원자핵과 상호 작용한다. 고에너지 입자는 포탄마냥 원자핵을 붕괴시키면서 원자핵과 더불어 한 더미의 이차 입자로 전환하게 된다. 전환된 입자는 여전히 많은 에너지를 갖고 있으므로 대기의 기타 원자핵과 상호 작용하여 더욱 작은 차원의 입자로 전환하게 된다. 이러한 과정을 십여 차례 거친 후, 생성되는 입자는 지수형태로 증가하며 종국적인 이차입자 수는 무려 백억 개에 달한다. 마치 공기에서 입자로 구성된 “폭우”가 수 km2 범위에 떨어지는 현상을 과학자들은 샤워(shower)라 부른다.
샤워에서 생성된 입자는 빛의 속도로 전달되어 대부분의 이차 입자는 동시에 지면에 도달하게 된다. 대량의 LHAASO 탐측기로 배열한 후, 샤워현상이 발생할 때 하나의 입자가 탐측되면 탐측기에서는 약한 섬광을 보이게 되고 수십, 수백 개의 탐측기가 동시에 섬광을 보이게 되면 대기 공간에 고에너지 입자가 도달하였음을 확정할 수 있다.
부지면적이 1.36km2에 달하는 LHAASO관측소는 3개 배열로 분할된 수천 개 탐측기로 구성되었다. 첫 번째 배열은 5,195개 전자기입자탐측기와 1,171개 뮤온 탐측기로 구성된 지면 샤워입자 배열이다. 5,195개 전자기입자탐측기는 길이가 15m인 삼각형 내에 점 배열 형식으로 배치된 동시에 2.5m 지하에는 30m 간격으로 뮤온탐측기가 매설되어 있다. 두 번째 배열인 체렌코프검출기는 깊이가 4.5m, 부지면적이 78,000m2, 완전 밀폐된 정제수 못으로서 물밑에는 3,000 갈래의 탐측 유닛이 설치되어있다. 세 번째 배열은 12대 광각 체렌코프 망원경으로 이루어진 배열이다. 이러한 세 가지 유형의 탐측배열은 상호간 연동으로 거대한 복합식 탐측 장비가 구성된다.
LHAASO의 주요한 과학적 목표는 고에너지 우주선 기원탐측, 우주선 가속과 전파 메커니즘에 대한 탐색이다. 그 외, 천공 전체 구역에 대한 감마원 스캐닝 탐색, 각종 소스의 통계 샘플 축적, 고에너지 방사 메커니즘에 대한 탐색 등 면에서도 중요한 역할을 할 것이다. 과학자들은 또한 LHAASO로 암흑물질, 양자 인력 혹은 로렌츠 불변성 파괴 등 새로운 물리현상을 탐구하여 새로운 규칙을 발견할 예정이다.

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세계 첫 25MeV 연속파 초전도 양성자 선형 가속기

베이징대학 카블리천문학·천체물리학연구소 박사후 위하오란(于浩然)과 베이징사범대학 천문학부 교수 장퉁제(張同傑) 등은 중국 톈허(天河)2호 슈퍼컴퓨터로 3조 개 입자 수에 달하는 N-body 수치 시뮬레이션 실험을 완성하여 우주 빅뱅 후 1,600만년부터 현재까지 약 137억 년간 암흑 물질과 중성미자의 진화과정을 밝혀냈다. 시뮬레이션 실험에서 처음으로 중성미자가 우주 구조에서 발생하는 응축 효과가 관측되어 중성미자 질량의 독자적 측정에 새로운 방향을 제시하였다. 해당 연구 성과는 2017년 6월 5일 “Nature • Astronomy”에 발표되었다.
중성미자는 자연계에 존재하는 기본입자 중 하나이다. 우주 빅뱅이 발생한 1초 후부터 기타 플라스마 물질과 디커플링하여 보이지 않는 우주 배경을 형성하였다. 현재, 물리적 실험이나 천문학적 관찰 방법으로는 정확하게 중성미자의 질량을 측정하기 어렵다.
암흑물질은 우주의 주요 구성 물질이다. 연구팀은 3조 개 입자로 구성된 우주 중성미자, 암흑물질의 분포와 진화과정에 대한 시뮬레이션을 통하여 중성미자의 질량은 우주에서 서로 다른 중성미자 풍부도를 포함하는 구역에 존재하는 항성계의 특성으로 측정할 수 있다는 것을 발견하였다. “빈곤(贫)”한 중성미자 구역보다 “부유(富)”한 중성미자 구역에서 더욱 많은 중성미자가 큰 질량의 암흑물질 구조에 포획되었다. 이러한 응축 효과의 존재는 암흑 물질 구조의 질량 함수 변화를 초래하여 종국적으로 항성계의 특성 변화를 일으킨다. 이는 우주학적 관측에서 독자적으로 중성미자 질량을 측정할 수 있는 새 방법을 제공하였다.
대규모적인 우주 수치적 시뮬레이션은 강력한 계산능력과 저장능력을 갖춘 슈퍼컴퓨터에 의지한다. 연구에서 진행된 N-body 수치 시뮬레이션 실험은 2015년 초 톈허2호에서 완성되었다. 시뮬레이션 입자 수는 미국 Mira슈퍼컴퓨터에서 진행 한 시뮬레이션 입자 수를 초월하여 세계 신기록을 창조하였다. N-body 수치 시뮬레이션의 입자 수는 카메라의 화소와 맞먹는다. 입자 수가 많을수록 카메라의 해상도가 더 높아 더욱 선명하게 우주 진화 역사를 환원할 수 있으며 중성미자 포아송 노이즈가 주는 영향을 낮출 수 있다.