[김길태 기자] 세계 최초로 중성미자 진동에 대한 확실한 결과가 한국이 참여하고 있는 K2K실험 국제공동연구팀에 의해 밝혀졌다.



이번 실험은 인위적으로 만든 중성미자 빔을 250km 떨어진 검출기로 투사시켜 중성미자의 진동현상을 밝혀낸 것이다. 이번 결과로 그동안 중성미자의 질량에 대한 논란에 종지부를 찍고 기존 입자물리학의 근간인 표준모형의 수정 등 새로운 물리의 존재 가능성이 제시됐다.



K2K실험은 한국, 미국, 일본, 유럽 등이 참여하는 국제공동연구 사업으로, 일본 츠쿠바 시의 고에너지연구소(KEK)에서 가속기로 만든 중성미자 빔을 250km땅속을 관통시키는 인류 최초의 장거리 규모에서 수행한 실험이다.



1994년 4월부터 올해 5월까지 수집된 데이터에 의하면 중성미자의 진동변환이 없을 경우 수퍼카미오칸데에서 151개의 중성미자 충돌 예상과 달리 실제는 108개로서 중성미자 진동변환이 일어남을 입증했다.



중성미자의 진동은 1998년 한국, 미국, 일본의 국제공동연구사업인 수퍼카미오칸데 실험에서 대기중성미자의 진동변화이 처음으로 발견됐고, 2002년에는 캐나다 서드베리 SNO실험에서 태양의 핵붕괴로부터 태양중성미자의 진동현상을 검증했다.



그러나 이들 결과는 자연에서 생성된 중성미자의 관측을 토대로 했기 때문에 인위적인 중성미자 빔을 사용한 실험 검증이 요구되어 왔다. 따라서 이번 결과는 입자물리학에서 오랫동안 논란됐던 중성미자 진동 존재를 확실히 한 것이다.



한편 한국 연구진은 이번 결과에 결정적 역할을 한 섬광궤적검출기 전자신호를 처리하는 전단전자기판을 국내에서 설계, 제작해 KEK연구소에 설치했으며, 데이터 분석 등 진동결과를 얻는 과정에도 큰 역할을 수행했다.