| 중국 과학자의 탁월한 글로벌 역량 | ||
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1. 샤무엘 틴 교수, AMS 프로젝트의 최신성과 발표 2013년 4월 3일, 노벨물리학자 MIT 공과대학 사뮤엘 틴 교수는 본인이 주도한 대형 입자물리실험인 알파자기분광계(AMS) 프로젝트의 첫 연구성과를 발표했다. 중국 과학자가 이 국제중대과학공정에 동참하여 탁월한 공헌을 했다. 암흑물질과 암흑에너지는 현대 천문학과 물리학의 최대 미스터리로서 우주학 관측과 이론모순 해결을 위해 제시한 것이다. AMS 프로젝트의 첫 번째 목표가 바로 우주의 암흑물질 및 기원을 모색하는 것이다. 2013년 4월 3일 샤무엘 틴 교수는 스위스 제네바 유럽입자물리연구소(CERN) 알파자기분광계(AMS) 프로젝트 사무실에서 기자에게 AMS로 상상을 초월하는 40만개 양전자를 포집했다고 밝혔다. 이에 앞서 미국 페르미 감마선 우주망원경을 포함한 프로젝트를 통해 과다한 양의 양전자 현상을 관측했지만 데이터 오차가 지나치게 컸다. 그러나 AMS의 오차는 1%에 불과한데, 이는 육안과 정밀현미경의 차이에 해당된다. <물리평론속보> 최신호에 게재된 연구성과에 의하면, 5억-100억 전자볼트 내에서 양전자가 전자와 양전자 총합에서 차지한 비율이 에너지가 증가하면서 감소하고, 100억-2,500억 전자볼트 내에서 비율이 점차 증가하였으며, 2,500억 전자볼트 이상에서 비율 곡선이 평평한 수준을 유지했다. 양전자의 비율을 측정하는 에너지 스펙트럼이 시간의 흐름에 따라 변하지 않았으며, 고에너지 양전자가 우주공간의 특정 방향에서 오는 것은 결코 아니다. 샤무엘 틴 교수는 암흑물질 입자가 충돌하여 붕괴되면서 양전자를 방출하는 것을 확인하려면 양전자 비율이 최대치로 상승한 후 갑자기 내려가는지의 여부를 관측해야 한다고 지적했다. 갑자기 내려가는 현상을 관측했다면 암흑물질 충돌에서 양전자가 방출된다고 볼 수 있다. 천천히 내려갈 경우 펄서에서 양전자가 방출될 수 있다. 샤무엘 틴 교수는 양전자의 유래를 최종적으로 확인하려면 앞으로 일정한 시일이 더 걸려야 한다고 했다. 그는 현재 수집한 데이터는 AMS가 수집해야 할 데이터의 10%로서 많은 미스터리가 과학자들의 심층 탐사를 기대하고 있다고 덧붙였다. 2. AMS에 강한 '중국의 심장'인 거대 영구자석 장착 AMS 프로젝트의 수석과학자 중 한 사람인 천허성(陈和生) 중국과학원 고에너지물리연구소 전 소장의 소개에 의하면, 우주를 구성하는 물질 가운데 현재 우리가 알고 있는 것은 4%에 불과하고 암흑물질은 우리가 알고 있는 물질의 거의 6배이지만 과학자들은 그 존재의 증거를 발견하지 못했다. 2011년 5월 16일, 미국의 우주왕복선 인데버호(Endeavour)가 마지막 임무를 맡고 '알파자기분광계(AMS)-2'를 국제우주정거장으로 발송했는데, 주요임무가 바로 우주의 암흑물질을 모색하는 것이다. 암흑물질이 충돌하면 양전자를 생성하며, 이들 양전자는 AMS로 측정할 수 있다. AMS로 발견한 40만 개 이상의 양전자는 인류가 그동안 찾고 있던 암흑물질에서 올 수도 있고, 은하계의 펄서 등 천체에서 올 수도 있다. 이로써 암흑물질 존재의 신빙성 증거 모색을 위해 한 단계 진전하였다. AMS에는 강한 '중국의 심장'인 거대한 영구자석을 장착하였다. 이 영구자석은 중국과학원 전기공학연구소와 고에너지물리연구소, 중국로켓기술연구원이 공동 설계 및 연구개발했으며, 입자가 양전하를 갖는지 아니면 음전하를 띠는지를 구분하는데 사용되고, AMS의 핵심부품이다. |
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