CERN, 빛보다 빠른 입자 발견

유럽물리학자들이 빛보다 빠른 뉴트리노(중성미자)라는 입자를 측정하는데 성공했다고 23일(현지시간) 발표했다. 빛보다 아주 조금 빠르다는 결과가 나왔지만 이는 아인슈타인의 물리학에 중대한 수정을 가져올 결과로 받아들여지고 있다.

유럽입자물리연구소(CERN)는 뉴트리노입자가 23일(현지시간) 이같은 개가를 올렸다고 발표했다. 이는 스위스-프랑스 국경에 위치한 유럽입자물리학연구소(CERN)가 730km떨어진 이태리중부의 국립핵물리학연구소(INFN)와 연결된 관까지의 도달시간을 측정하면서 발견한 것이다.

당초 물리학자들은 뉴트리노의 뮤온 변종이 타우 변종으로 변환되는 것을 관찰하기 위한 실험을 했지만 그 결과 확인한 것은 진공속에서 뉴트리노(중성미자)가 빛의 속도보다 610억분의 1초 빠르다는 사실이었다.

아원자 입자는 전자·양성자 등 원자를 구성하는 요소들로, CERN 연구진이 속도 측정에 성공한 아원자 입자는 뉴트리노(중성미자)이다. 오페라프로젝트로 알려진 이 연구를 위해 CERN과학자들은 730㎞ 떨어진 중부 이탈리아로 뉴트리노를 발사했는데, 이 가운데 이태리 실험실에 도착한 뉴트리노 한 개가 빛보다 60.7나노초(1나노=10억분의 1초) 더 빠른 속도를 기록했다.

이는 빛보다 빠른 물질은 존재할 수 없다는 아인슈타인의 특수상대성 이론을 뒤집는 결과로서 이 것이 사실로 확인될 경우 현대 과학에 큰 파장을 불러일으킬 것으로 전망된다. 우주 탄생 과정을 설명하는 빅뱅 이론 등 지금까지 정설로 받아들여지던 기초 이론들이 흔들리게 되기 때문이다.

아인슈타인의 물리학에서는 빛의 속도보다 빠른 것은 없다. 그리고 지금까지 이 결론에 도전하는 어떤 것도 없었다. 입자가속기에서는 수십여년동안 아원자입자가 훨씬더 빠른 속도를 냈지만 빛의 속도로 가기 위해서는 더많은 에너지가 들었다.

높은 에너지가 드는 입자가속기를 가동시켜 더빠른 입자를 얻는 대신 입자는 더 무거워졌다. 이러한 현상은 아인슈타인의 유명한 에너지(E)는 질량(m)과 빛의속도의 제곱에 비례한다는 ‘E=mc2’로 표현돼 왔다.