[아시아경제신문 2011-09-23]
로이터 통신은 22일(현지시간) 유럽원자핵공동연구소(CERN) 과학자들이 빛보다 빠른 아원자입자(sub-atomic particle·원자 보다 작은 소립자)를 찾아냈다고 보도했다. 이는 오랫동안 정설로 받아들여진 아인슈타인의 근본 우주 법칙을 뒤엎는 발견이다.
안토니오 에르디타토 CERN 대변인은 로이터 통신에 "스위스 제네바 근처에 있는 유럽원자핵공동연구소에서 이탈리아 그란사소까지 중성미자를 보낸 속도를 3년 이상에 걸쳐 측정한 값이 빛이 도달했을 때의 속도보다 60 나노초(10억분의 1초) 빨랐다"고 전했다.
그는 "우리는 이 결과에 자신감이 있다. 측정값이 왜곡되지 않게 하기 위해 확인하고 또 확인했다. 그러나 아무것도 발견하지 못했다"고 말했다. 그는 이어 "이제 우리는 독립적으로 결과를 확인할 동료들을 원한다"고 덧붙였다.
만약 이 발견이 사실로 확인되면 지난 1905년 아인슈타인이 발표한 빛의 속도는 '우주상수'이며 우주에 있는 그 어떠한 것도 이보다 빨리 여행할 수 없다는 내용의 특수 상대성 원리는 신뢰성을 잃을 것으로 보인다.
아인슈타인의 주장은 한 세기가 넘도록 끄떡없었다. 우주와 만물이 작동하는 원리를 설명하려는 물리학에서 표준 모형으로 불리는 핵심 요소이기도 하다.
전혀 예기치 못한 이 발견은 제네바 근처 CERN 입자연구센터와 이탈리아 중심부에 있는 그란사소 국립연구소가 공동으로 운영하는 중성미자 관련 실험인 '오페라(OPERA)' 연구 물리학자들의 성과다.
CERN에서 730km 떨어진 그란사소까지 3년에 걸쳐 총 1만5000번의 중성미자(우주에 퍼져있는 작은 입자) 빔을 쏘아 보냈다. 그란사소에는 거대 입자 검출기가 있다.
빛은 같은 거리를 가는데 2400분의 1초가 걸리지만, 중성미자는 빛보다 600억분의 1초만큼 덜 걸린다. 즉 중성미자의 속도가 빛보다 빠르다.
스위스 베른대학교 재직 중이기도 한 에르디타토는 "이는 미세한 차이"라면서도 "개념적으로는 대단히 중요하다. 지금 이 순간 모든 사람들이 매우 신중해야 할 너무나도 놀라운 발견"이라고 강조했다.
에르디타토는 만약 CERN의 공식적인 회의에서 다른 물리학자들이 오페라의 연구 결과가 옳은 것이라 판명할 경우 이 발견이 가지는 의미에 대해서는 언급하기를 거부했다.
그는 "나는 함의에 대해 생각하고 싶지 않다. 우리는 과학자들이고 우리가 아는 것에 대해 일할 뿐이다"라고 설명했다.
많은 공상과학소설들이 빛의 속도를 능가할 수 있게 되면 이론적으로 시간 여행이 가능하다는 아이디어에 착안한다.
중성미자는 방사성붕괴나 태양에서 이루어지는 것과 같은 핵반응으로 만들어지는 작은 양의 기본 소립자다. 이는 1934년 처음으로 존재가 확인됐지만 아직도 과학자들을 혼란케 하는 연구 대상이다.
중성미자는 대부분의 물질을 발견되지 않은 채 그냥 지나갈 수 있다. 심지어 장거리 이동도 가능하며 아무런 영향을 미치지 않는다. 매일 수백 개의 중성미자가 사람의 몸을 통과한다고 과학자들은 말한다.
그란사소까지 중성미자는 CERN의 특별 장치를 이용해 보내진다. CERN은 우주의 기원을 연구하는 동시에 거대하드론충돌기(Large Hadron Collider·LHC)를 가지고 있다.
로마에서 남쪽으로 120km 떨어진 이탈리아의 이 지하 실험실은 입자물리학과 우주연구를 위해 지어진 곳 중 가장 크다.
22개국 출신의 과학자들 750여명이 연구소의 3개의 거대한 홀에서 진행되는 실험의 가능성에 매료돼 일하고 있다. 연구소 위에는 1400m 두께의 암석이 있어 우주에서 오는 방사선을 차단한다.
〈아시아경제신문 박민주 기자〉
