LHC 가속기와 SND@LHC 검출기 모습. (사진=경상국립대 제공)

경상국립대학교 사범대학 물리교육과 이강영 교수는 스위스 제네바에 위치한 유럽입자물리학연구소(CERN) 연구부와 지난달 23일 SND@LHC 실험의 유지보수 및 운영(Maintenance and Operation)을 위한 업무협약을 서면으로 체결했다.

이는 지난해 9월 2일 산란 및 중성미자 검출기(SND@LHC) 실험장치건설(Construction)을 위한 업무협약을 맺은 데 이은 후속 조치이다.

SND@LHC 실험은 CERN이 운영하는 세계 최대의 가속기인 거대 강입자 충돌기(LHC)에서 수행되는 공식적인 9번째 실험으로서 LHC 가속기의 양성자 충돌 실험에서 발생하는 고에너지 중성미자를 관측해서 다양한 성질을 연구하는 실험이다.

SND@LHC 실험은 13개국 23개 연구소에서 약 180명이 참가하는 국제 공동 연구로서, 2021년 3월에 승인됐고 약 1년간의 검출기 제작 및 설치 과정을 거쳐 2022년 7월부터 LHC 가속기가 3차 가동을 시작함에 따라 데이터를 수집하고 있다.

한국 SND@LHC 실험 그룹은 경상국립대를 대표 기관으로 해서 고려대, 광주교육대, 성균관대의 4개 기관에서 8명의 연구진으로 구성됐다.

경상국립대에서는 실험의 한국측 대표인 윤천실 박사와 기관 대표인 이강영 교수를 비롯한 5명의 연구원이 참여하고 있다. 한국 그룹은 검출기의 주된 부분인 원자핵건판의 현상 및 스캔을 맡고 있다. 지금까지 한국 그룹은 원자핵건판 현상 설비의 일부 및 현상을 위한 화학 재료를 공급해 왔으며, 올해 이미 5명의 연구원이 CERN에 파견돼 원자핵건판 현상 작업을 수행하고 돌아온 바 있다.

SND@LHC 실험은 LHC의 3차 가동 기간인 2025년까지 데이터를 수집할 예정이다. 이 실험은 LHC 양성자 충돌에서 고에너지 중성미자를 연구하고 암흑물질 등의 보이지 않는 새로운 입자들을 탐색하는 실험이다. 특히, 현재까지 성질이 잘 알려지지 않은 타우 중성미자를 깊이 연구하며, 중성미자를 통해 렙톤 수가 보존되는지를 검증하는 등 여러 새로운 결과를 얻을 것으로 기대된다.

국내에서 유일한 원자핵건판 실험실을 보유하고 있는 경상국립대 연구팀은 이번 실험에 참가한 후 LHC의 4차 가동 기간에 수행될 후속 연구도 준비할 계획이다.