[뉴스스페이스=이종화 기자] 중국이 8월 26일 세계에서 가장 강력한 중성미자 검출기 장먼 지하 중성미자 관측소(JUNO, Jiangmen Underground Neutrino Observatory)를 공식 가동하며 중성미자 물리학 분야에 새로운 전기를 마련했다.

고에너지물리연구소(Institute of High Energy Physics, IHEP)와 중국과학원이 주도한 이 프로젝트는 17개국 74개 기관에서 700명 이상의 국제 연구자가 참여한 글로벌 협력으로, 2만톤 규모의 액체 신틸레이터 검출기를 700미터 지하에 설치해 중성미자의 비밀을 풀기 위한 연구에 돌입했다.

Chinese Academy of Sciences Headquarters, ScienceDaily, JUNO official website and reports, Interactions.org의 공식 발표와 SCMP, China Daily HK, EurekAlert의 보도에 따르면, JUNO는 35.4미터에 이르는 거대한 아크릴 구체 안에 투명하고 순도 높은 액체 신틸레이터를 가득 채워 놓았으며, 4만5000개 이상의 초고감도 광전자증배관이 미약한 빛의 섬광을 탐지한다.

이는 기존 검출기 대비 에너지 분해능이 약 3%로, 현재 세계 최고 수준의 감도를 자랑하며 이는 기존 장비 대비 세 배 이상의 정밀도를 의미한다.

이 시설은 53km 떨어진 타이산과 양장 원자력 발전소에서 발생하는 반중성미자의 에너지 스펙트럼을 매우 정밀하게 측정함으로써 중성미자의 질량 서열(질량 순서)을 규명하는 것을 주목적으로 한다. JUNO의 핵심 강점은 지구 물질 효과에 영향을 받지 않는 독창적 측정 방식 덕분에 중복 파라미터 문제에서 자유로울 뿐 아니라 6년간의 데이터 수집으로 3~4시그마 수준의 높은 통계적 의미를 확보할 전망이다.

이 프로젝트의 수석 엔지니어 마 샤오옌은 “JUNO의 건설은 혁신적 기술과 엄격한 안전 기준을 충족해야 하는 긴 여정이었다”며 “신중한 계획과 수년간의 테스트 과정을 통해 대담한 설계를 실제로 가동 가능한 검출기로 완성했다”고 밝혔다.

국제 협력도 눈부시다. 이탈리아 밀라노 대학의 부대변인 지오아키노 라누치는 “액체 신틸레이터 기술을 최전선까지 끌어올리는 데 국제 연구진의 협력이 결정적 역할을 했다”고 강조했다. 노벨상 수상자인 아서 맥도널드 팀을 포함해 다수의 해외 연구진이 참여, 과학적 견고성을 더했다.

JUNO는 중성미자 질량 서열 연구 외에도 태양, 초신성, 지구 대기 및 지구 내부에서 나오는 중성미자 탐색과 무중성미자 이중 베타 붕괴 연구를 위한 업그레이드 가능성 등을 포함해 30년 이상 장기 연구를 목표로 한다.

일본의 하이퍼-가미오칸데와 미국 DUNE 프로젝트와 함께 세계 중성미자 연구를 이끄는 ‘삼위일체’ 축을 이루고 있으며, 이는 우주 초기 빅뱅 이후 우주의 구조와 진화에 대한 근본적 비밀을 밝히는 데 기여할 전망이다.

중국이 세계적인 초대형 과학 프로젝트를 통해 미지의 중성미자 세계를 향한 창을 열면서, 중성미자 및 입자물리학, 천체물리학 분야에 혁신적 연구 성과가 기대된다.

이로써 중국의 과학기술 역량은 세계 초거대 기초과학 연구에서 선도적 위치로 올라섰으며, 향후 30년간 미래 과학 발견의 중심축으로 자리매김할 전망이다.