사진=강덕철 선임기자 kangdc@kookje.co.kr

- 국내 35명 연구진으로 참여
- 한국은 경제성과 먼저 따져
- 입자가속기 등 인프라 요원
- 정부 연구역량 뒷받침 필요

스위스 제네바 인근의 유럽입자물리연구소(CERN)는 1954년 설립된 세계 최대 규모 입자가속기연구소다. 2008년 가동을 시작한 CERN의 강입자가속기(LHC)는 인류가 만든 가장 큰 가속기이자 실험장치다. LHC는 1964년 가설로 제시된 신의 입자로 불리는 힉스 입자의 존재를 2013년 증명했다. 그 결과로 가설의 주인공인 힉스는 그해 노벨물리학상을 받았다. LHC는 힉스 입자 발견 후 2년간의 업그레이드를 거쳐 지난달 재가동에 들어갔다. 업그레이드된 가속기의 새로운 목표는 암흑물질과 암흑에너지로 알려졌다.

지하 100m 깊이에 지름 9㎞, 둘레 27㎞의 원형 터널에 설치된 LHC는 양성자들을 서로 반대 방향으로 쏘아 빛의 속도에 가깝게 가속해 충돌시켜 우주 최초의 조건에서 엄청난 양의 입자를 만들어낸다. 이때 LHC는 인간이 만든 어떤 장치보다 많은 양의 정보를 내놓고 원형궤도를 따라 설치된 6개의 검출기는 이 정보를 처리해야 한다. 이 가운데 대형이온충돌실험(ALICE·알리스)은 LHC의 가장 대표적인 실험이자 검출기다. 이 실험엔 40여 개국 130개 기관, 1300여 명의 연구진이 참여한다. 우리나라도 부산대와 연세대 인하대 강릉원주대 세종대 등 5개 대학에서 참여한다. 2009년부터 한국 연구진 대표를 맡은 부산대 물리학과 유인권(48) 교수는 이 같은 순수과학에 대한 투자가 한 국가의 국력을 반영한다는 점을 거듭 강조했다.

"기초과학이 발전하려면 입자가속기와 같은 거대과학 분야에서도 인적 물적 인프라를 갖춰야 합니다. 당장 경제적인 효과만 노리고 빨리 성과를 낼 수 있는 응용과학 중심의 투자를 벗어나 결과가 불투명하고 시간이 오래 걸리더라도 세상을 변화시킬 수 있는 기초과학에 관심을 둬야 합니다. 우리나라는 기초과학 분야의 투자가 적어 그동안 입자가속기와 관련한 연구 인프라가 거의 없다시피 했습니다. 마찬가지로 전문인력도 부족하죠. 그렇지만 LHC가 가동을 준비하던 2007년부터 다른 나라 과학자들과 함께 알리스에 참여한 덕분에 상당한 성과를 거뒀다고 봅니다."

서울 출신으로 서울대 천문학과를 졸업한 유 교수는 독일에서 다시 물리학으로 학사 석사 박사를 마치고 2003년 부산대에 부임했다. 2008년부터 알리스에 참여한 유 교수는 '순수과학의 메카'로서 CERN의 역할을 높이 평가했다.

"기초과학은 눈앞의 작은 성과가 아니라 세상의 패러다임을 바꾸는 힘이 있습니다. CERN 연구자들이 정보를 공유하기 위해 만든 기술이 월드와이드웹인데 이것이 인터넷에 적용되면서 세상에 변혁을 가져왔죠. 또 CERN은 과학자의 연합이 정치와 경제의 연합으로 변화할 수 있다는 걸 잘 보여줍니다. 유럽연합의 모델이 바로 CERN이죠. 지금까지도 CERN은 여러 나라 과학자들이 공동으로 별다른 잡음 없이 운영하고 있습니다. 연간 운영비도 1조2000억 원 정도로 규모에 비하면 아주 효율적으로 운영됩니다."

LHC는 월드와이드웹이 만들어지던 때와는 비교할 수 없는 규모의 데이터가 쏟아진다. 이를 처리하는 데도 이전과 다른 새로운 '그리드 컴퓨팅' 기술이 등장하고 있다. 유 교수를 비롯한 우리나라 연구진은 2020년 가동을 목표로 하는 새 검출기인 내부궤적검출기 개발에 핵심 역할을 한다. 이와 함께 데이터를 온·오프라인으로 연결해 처리하는 혁신적인 대용량 데이터처리기술 개발에서도 주도적 역할을 하고 있다.

유 교수는 알리스와 같은 초대형 연구프로젝트에 참여하면서 한국 연구진의 역할과 능력이 인정받는 점은 긍정적으로 보지만 정부의 지원에 대해서는 강한 아쉬움을 표시했다. 알리스의 예산은 연구진 비율만큼 분담한다. 여기에 더해 필요한 것이 국내 연구자들의 현지 체재비나 출장비 등이다. 유 교수는 "박사급 연구진과 학생을 포함해 35명이 알리스에 참여하는데 연구비 총액이 연 5억5000만 원이다. 현지에서 연구하는 3명의 체재비를 빼면 턱없이 부족하다. 정부도 연구비 부풀리기와 같은 일을 겪다 보니 먼저 깎고 시작하는 건 이해한다. 하지만 세금을 꼭 써야 할 데에는 써야 한다"고 밝혔다.

유 교수는 2011년에는 국제공동연구그룹의 일원으로 미국 브룩헤이븐 국립연구소의 상대론적 중이온충돌기 실험을 통해 반물질인 헬륨4를 발견해 과학지 네이처에 발표했다. 이를 포함한 연구 업적으로 2012년에는 부산과학기술상을 받았다. 올여름 연구년에 들어가는 유 교수는 이 1년을 CERN에서 보낼 계획이다.