과학기술정보통신부와 기초과학연구원(IBS)은 5일 강원도 정선군 예미랩 지상연구실에서 예미랩 준공식을 개최했다.
예미랩은 암흑물질을 찾고 중성미자의 특징을 밝히기 위해 강원도 정선군 예미산 지하 1천m에 구축한 고심도 지하 실험 시설이다. 2020년 8월 지하터널 공사를 완공하고, 지난달 차세대 대용량 검출기 인프라 구축 공사와 지상연구실 리모델링을 완료했다.
그동안 IBS 지하실험 연구단은 강원도 양양군에 있는 지하 700m 아래 300㎡ 규모 양양실험실에서 실험을 해왔으나, 연구시설의 깊이와 크기 모두 한계에 다다랐다.
이번 예미랩 완공에 따라 IBS 지하실험 연구단은 약 3천㎡ 면적의 세계 6위급 지하실험시설에서 암흑물질 탐색과 중성미자 연구에 박차를 가할 수 있게 됐다.
암흑물질은 우주를 구성하고 있는 것으로 추정되나 아직 관측되지 않은 물질이다. 우주의 약 26%를 차지하고 있는 것으로 추정된다. 중성미자는 우주를 구성하는 기본입자 중 하나라 전하량이 없다는 특징을 갖는다.
암흑물질의 존재와 중성미자의 특징을 밝히는 연구는 물리학의 최우선 과제로 꼽힌다. 그러나 암흑물질과 중성미자가 내는 신호는 포착하기 매우 어렵기 때문에 우주에서 날아오는 방사선 등 배경잡음을 최대한 줄인 연구 환경이 필수적이다. 이 때문에 세계적 연구그룹들은 경쟁적으로 지하 깊은 곳에 연구시설을 구축해 연구를 진행하고 있다.
연구단은 내년부터 양양실험실의 실험 장비를 이전, 중성미자 미방출 이중베타붕괴(AMoRE-II) 연구와 암흑물질탐색(COSINE-200) 연구 등 우주의 근원을 탐구하는 연구를 본격적으로 수행한다.
AMoRE-II 실험은 몰리브덴을 이용해 중성미자의 물리적 특성을 규명하는 연구다. 양양에서 수행된 AMoRE-1 실험에 이어 예미랩에서는 몰리브덴 결정 크기를 기존 6㎏에서 200kg까지 키워 진행한다. COSINE-200은 현재까지 관측된 적 없는 암흑물질을 탐색하는 연구다. 지구로 날아온 암흑물질과 COSINE 검출기 내 아이오딘화나트륨(NaI) 결정의 충돌 과정에서 암흑물질의 흔적을 탐색한다.
IBS는 다른 기관과도 예미랩을 공동 활용한다. 기상청은 국가 지진 관측망 구축과 지진관측장비 성능 검증을 위한 실험실을 조성 중이다. 한국지질자원연구원은 심부 암반의 거동연구, 지하공간의 특성 평가와 모니터링, 안정성 연구 등을 수행한다. 국가수리과학연구소, 경북대, 한국원자력연구원, 한국표준과학연구원과도 공동 활용을 추진 중이다. 미국 중성미자 연구그룹(IsoDAR) 등 해외 연구기관과의 공동 연구도 추진할 예정이다.
준공식엔 오태석 과기정통부 제1차관, 김진태 강원도지사, IBS 노도영 원장 등 정부‧유관기관‧학계 인사와 지역 주민 등 150여명이 참석했다. 유공자 표창, 감사패 증정, 예미랩 구축 경과보고, 현판식, 지하실험실 현장 소개 등의 순으로 진행됐다.
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오태석 차관은 "특정 기초과학 분야에서는 거대 연구시설이 세계적 연구 성과 창출에 필수적"이라며 "앞으로도 정부는 우리나라 기초과학 역량을 높이기 위해 거대 연구시설에 대한 투자 지원을 지속적으로 해 나갈 것"이라고 밝혔다.
노도영 IBS 원장은 "한 건의 안전사고 없이 예미랩이 잘 구축되어 기쁜 마음이며, 예미랩의 공동 활용을 활성화해 다양한 국가 과학기술 분야 성과 창출에 기여하겠다"고 밝혔다.
