중국 고리형 양음전자 충돌기 CEPC: 일단 건설되면 세계 최첨단이 될 것이다

2012년 유럽핵연구기구(CERN)는 대형 강자 충돌기(LHC)가'하느님 입자'인 히거스 입자를 발견해 예언자를 2013년 노벨상 수상대에 올렸고 이에 따라 입자물리학 연구의 새로운 시대인 전 세계 여러 가속기 기반의 고에너지 최첨단 실험 장치가 잇따라 구축돼 입자물리 연구의 발전 추세가 되었다고 발표했다.

2012년 9월에도 중과원 고에너지 물리연구소는 차세대 고리형 양부전자 충돌기(CEPC)를 건설하고 적시에 고에너지 양자 충돌기(SppC)로 개조하는 방안을 제시했다.

2016년 8월 1일'국제현이론대회'가 청화대학에서 막을 올리자 국제 최고의 이론 물리학자들이 한자리에 모여 물리 연구의 최첨단 문제를 연구하고 중국 CEPC 프로젝트의 과학적 가치와 발전 전망 등 문제에 대해 《중국과학보》 기자와 인터뷰를 했다.

하면, 만약, 만약...

계획 구상에 따르면 CEPC는 50km~70km에 달하는 고리형 가속기로 대량의 히거스 입자를 생성하여 과학자들이 히거스 입자와 기타 표준 모델 입자를 정확하게 측정하고 연구할 수 있도록 할 것이다.물론 과학자들은 실험의 고에너지 구역에서 새로운 물리(신립자 또는 새로운 현상)를 발견하기를 더욱 기대한다.

그러나 CEPC 실험장치가 새로운 입자를 발견하지 못한다면 CEPC가 과학적 목표를 달성하지 못했다는 뜻일까?인터뷰에서 전문가들은 이에 대해 대답했다.

"실제로 히거스 입자 자체에 대한 정확한 측정은 매우 중요한 과학적 가치를 가지고 있다."노벨상 수상자인 미국 입자물리학자 데이비드 그로스는 물론 실험에서도 새로운 입자가 발견될 수 있다고 기자에게 말했다.

알다시피 입자물리의 다음 발전 방향을 묘사하기 위해 이론물리학자들은 대량의 작업을 했고 CEPC 프로젝트에 있어 "새로운 입자를 발견하지 못했더라도 해당 구역을 배제한 셈"이라고 하버드대 물리학과 Cumrun Vafa 교수는 기자에게 이 중에서 중국 과학자와 엔지니어가 이 장치를 만드는 과정에서 기울인 노력은 중국 과학 발전에 중요한 의미를 가진다고 말했다.그래서 그가 보기에 "새 입자를 발견하지 못한 것은 실패를 의미하는 것이 아니다."

그 밖에 충돌기는 과학자들이 소척도 물질 구조를 이해하고 시간, 공간 개념을 이해하는 데 도움을 줄 수 있다. 그러나 우주학, 암물질 등 미래 연구의 이론적 구상은 모두 실험에서 진일보한 검증을 해야 한다. 이것도 우리가 진일보한 노력을 하는 이유이다.프린스턴 고등연구원의 Robbert Dijkgraaf 원장이 말했다.

표준식 과학 프로젝트

기초 연구의 가치는 직접 상업적 가치로 평가할 수 없다.CEPC 프로젝트의 가치에 대해 이야기할 때, David Gross는 이렇게 말했다.

그는 기자에게 CEPC가 일단 건설되면 세계에서 가장 규모가 큰 고리형 양음전자 충돌기가 될 것이라고 말했다.의료, 제약 등 분야처럼 상업, 사회적 가치를 직접적으로 창출할 수는 없지만 많은 기술 부산물이 수반되어 사람들의 생활에 영향을 미친다.

기초 연구는 간접적으로 기술 발전을 추진할 것이다.데이비드 그로스는 "현재 과학 기술 발전에 직접적인 추진 작용은 없지만 직접적인 작용보다 간접적인 작용이 더 영향력이 있을 것"이라고 말했다.

전문가들이 보기에 가장 기본적인 자연 문제에 대한 추구는 매우 미묘하다. 이것은 예상치 못한 많은 결과를 초래할 것이다. "레이저, 핵자기 공진 등은 모두 기초 연구에서 부산물을 생산하는 좋은 사례이다."데이비드 그로스는 덧붙였다.

인터뷰에서 여러 과학자들은 CEPC 프로젝트에서 발생할 수 있는 스탠드식 시범 효과에 대해 기대를 나타냈다. 미국 이론물리학자 에드워드 위튼이 CEPC를 평가할 때 "장치가 건설되면 전 세계에서 가장 최첨단 충돌기가 될 것이며 앞으로 몇 십 년 내에 세계를 이끌 것"이라고 말했다.

하버드대 구성동 교수가 중국 교육과 천만 중국 부모에게 미친 긍정적인 영향이 긍정적이기 때문이다.

아이가 세계 일류의 과학 장치를 접하게 하는 것은 매우 의미 있는 일이다.구성동은 과거 한동안 중국의 많은 중학생들이 출국하여 유럽과 미국 선진국에 가서 공부를 했다고 말했다.한편, CEPC 프로젝트가 일단 건설에 성공하면 중국 부모와 아이들에게 자신감을 주고 국내에서도 선진적인 과학 성과를 낼 수 있다고 믿게 하며 더 많은 우수한 젊은이들을 끌어들여 과학을 배우게 할 것이다.

국제 합작의 의의가 중대하다

입자 물리 연구는 매우 개방적인 과학 분야이며 양호한 국제 협력 전통을 가지고 있다.

고에너지 물리 분야의 국제 협력은 매우 광범위하다. 이것은 매우 좋은 전통이다.따라서 David Gross는 이 프로젝트의 추진 과정에서 중국, 미국, 유럽 등 국가와 지역의 과학자들이 적극적으로 협력해야 한다고 희망한다.

인터뷰에서 전문가들은 중국 경제 발전과 과학 연구에 제공할 수 있는 장기적인 지원에 대해 낙관했다.그러나 그들은 한 국가가 이런 대과학 프로젝트를 부담하는 것은 현실적이지 않고 국제 협력을 통해 시간, 공간 원가를 낮춰야만 프로젝트의 진행을 효과적으로 추진할 수 있다고 강조했다.

소개에 따르면 현재 1단계 CEPC의 건설에 대해 중국은 일정한 기초가 있고 완성할 자신도 있다.한편, 양자 충돌 단계로 업그레이드하려면 국내외 관련 기술이 아직 한동안 발전해야 하기 때문에 아직 갖추지 못했다.

기쁘게도 이 프로젝트는 미국, 유럽 등 국가와 지역에서 광범위한 지지를 얻었다.미국 유럽의 물리학자들은 모두 이 프로젝트에 대해 지지를 표시했다.구성동은 기자에게 분명히 말했다.

인터뷰에서 전문가들은 CEPC 프로젝트의 미래에 대해 매우 기대했다. 그들은 이러한 대과학 프로젝트가 중국 과학 발전에 비범한 의의를 가진다고 굳게 믿었다.

이 프로젝트의 추진에 따라 중국은 관련 분야의 선두주자가 될 수 있을 뿐만 아니라 프로젝트를 통해 세계 최고의 과학자들을 대량으로 끌어들여 중국으로 교류하고 심지어는 중국에 뿌리를 내릴 수 있기 때문에 중국 과학 발전에 크고 깊은 영향을 미칠 것이다.