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 100km 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 할 것입니다.

이 야심찬 프로젝트는 중국이 고에너지 물리학 분야에서 세계적인 선두주자이자 선구자가 되는 데에도 도움이 될 것입니다. 왕에 따르면, 24개국에서 1,000명의 과학자가 참여하고 완성까지 5년이 걸린 CEPC 기술 설계 보고서는 작년 12월 발표 당시 국제 검토를 통과했으며 물리학계의 피드백을 반영했다고 합니다.

이 보고서는 지난 10년 동안 제작되고 테스트된 수많은 프로토타입 장치와 결합하여 중국이 이처럼 대규모 과학 시설을 설계하고 건설할 수 있는 능력을 입증합니다. CEPC를 건설한다는 아이디어는 2012년 왕과 그의 동료들이 처음 제안했습니다. 이는 거의 모든 입자에 질량을 부여하는 "신의 입자"로도 알려진 히그스 보손이 유럽의 대형 강입자 충돌기(LHC)를 통해 발견된 후였습니다.

히그스 보손이 기초 물리학의 차세대 혁신을 이끌어낼 열쇠를 쥐고 있다고 믿어지지만, CEPC의 높은 비용과 기술적 준비성에 대해서는 회의적인 시각이 많습니다. 왕은 50억 달러가 싸지 않다는 것을 인정한다. 하지만 CEPC가 앞으로 수십 년 동안 수천 명의 과학자의 연구를 지원할 수 있다면 평균 비용은 높지 않을 것입니다. 기술 설계 보고서에 따르면, 당국은 중앙 정부, 지방 정부, 국제 파트너의 기여금을 포함할 것으로 예상되는 자금 조달원을 고려하고 있습니다.

CEPC 건설은 현재 엔지니어링 설계 단계에 있으며, 여기에는 가속기 구성 요소의 대량 생산 및 조립, 성능 및 비용 효율성 최적화가 포함됩니다. 왕의 팀도 곧 CEPC의 위치를 확정할 예정이다. 그는 CEPC가 전 세계 과학자들을 환영할 것이기 때문에 지질학적 조건, 교통, 인프라 등을 바탕으로 포괄적인 평가가 이루어질 것이며, 어린이 교육 과 같은 요소도 고려해야 할 것이라고 말했습니다.

잠재적인 위치로는 허베이성 친황다오, 저장성 후저우, 후난성 창사 등이 있다. 한편, 유럽에서는 대형 강입자 충돌기(LHC)의 후속으로 미래 원형 충돌기(Future Circular Collider)라는 유사한 프로젝트가 진행될 예정입니다. 현재 세계에서 가장 큰 입자가속기인 LHC의 둘레는 27km입니다. 미래의 원형 충돌기의 둘레는 230억 달러의 비용으로 100km에 달할 수 있습니다.

안캉 ( Interesting Engineering 에 따르면)

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