중국, 세계 최대 입자 가속기 건설

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중국은 '신의 입자'를 만들기 위해 지하 터널 100km에 원형 입자가속기를 건설할 준비를 하고 있다.

입자가속기 터널 내부. 사진: iStock — 입자가속기 터널 내부. 사진: *iStock*

Interesting Engineering이 3월 8일 보도한 바에 따르면, 베이징 고에너지 물리학 연구소 소장인 왕 이팡에 따르면, 히그스 공장으로도 알려진 50억 달러 규모의 원형 전자 양전자 충돌기(CEPC)는 건설에 약 10년이 소요되어 차세대 입자 물리학의 중심지가 될 것이라고 합니다. CEPC는 전자와 그 반입자인 양전자를 길이 100km의 지하 터널에서 매우 높은 에너지로 가속하고 서로 충돌시킴으로써 수백만 개의 히그스 보손을 생성하여 과학자들이 현재 우주의 기본 구성 요소를 설명하는 가장 좋은 이론인 표준 모형을 넘어서는 새로운 발견을 할 수 있게 해줄 것입니다.

이 야심찬 프로젝트는 중국이 고에너지 물리학 분야의 세계적인 선두주자이자 선구자가 되는 데에도 도움이 될 것입니다. 왕에 따르면, 24개국 과학자 1,000명이 참여하고 5년에 걸쳐 완성된 CEPC 기술 설계 보고서는 작년 12월 발표 당시 국제 검토를 통과하고 물리학계의 피드백을 반영했습니다.

이 보고서는 지난 10년 동안 제작되고 시험된 여러 시제품과 함께 중국이 이처럼 대규모 과학 시설을 설계하고 건설할 수 있는 역량을 보여줍니다. CEPC에 대한 아이디어는 2012년 왕 교수와 그의 동료들이 유럽의 대형 강입자 충돌기(LHC)를 이용하여 거의 모든 입자에 질량을 부여하는 "신의 입자"인 힉스 보손을 발견한 후 처음 제안했습니다.

힉스 보손이 기초 물리학의 차세대 혁신을 위한 열쇠로 여겨지지만, CEPC의 높은 비용과 기술적 준비도에 대한 회의적인 시각도 있습니다. 왕 박사는 50억 달러가 저렴하지 않다는 점을 인정합니다. 그러나 CEPC가 향후 수십 년 동안 수천 명의 과학자 연구를 지원할 수 있다면 평균 비용은 높지 않을 것입니다. 기술 설계 보고서에 따르면, 당국은 중앙 정부, 지방 정부, 그리고 국제 파트너들의 기여를 기대하며 자금 조달 방안을 검토하고 있습니다.

CEPC 건설은 현재 엔지니어링 설계 단계에 있으며, 가속기 부품의 대량 생산 및 조립과 더불어 성능 및 비용 효율성 최적화를 포함하고 있습니다. 왕 팀장은 또한 CEPC의 입지를 곧 확정할 예정입니다. 그는 CEPC가 전 세계 과학자들을 유치할 예정이며, 아이들의 교육 과 같은 요소들도 고려해야 하기 때문에 지질 조건, 교통, 인프라를 기반으로 종합적인 평가가 이루어질 것이라고 밝혔습니다.

잠재적 후보지로는 허베이성 진황도, 저장성 후저우, 후난성 창사 등이 있습니다. 한편, 유럽에서는 대형 강입자 충돌기(LHC)를 대체할 미래 원형 충돌기(Future Circular Collider)라는 유사한 프로젝트가 진행될 예정입니다. 현재 세계 최대 입자 가속기인 LHC는 둘레가 27km에 달합니다. 미래 원형 충돌기의 둘레는 230억 달러의 비용으로 100km에 달할 수 있습니다.

안캉 ( Interesting Engineering 에 따르면)

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