물질 근원 밝힐 장치 '앨리스' 부품 국내서 양산 성공 : 동아사이언스

권영일 연세대 물리학과 교수가 개발한 이미지 센서 알피드(ALPI)가 앨리스 내부에 장착되고 있다. 연세대학교 제공

권영일 연세대 물리학과 교수가 개발한 이미지 센서 알피드(ALPIDE)가 앨리스 내부에 장착되고 있다. 연세대학교 제공

국내 연구팀이 물질의 근원을 밝히기 위한 실험 장치인 '앨리스'의 이미지 센서 양산 시험에 성공했다.

권영일 연세대 물리학과 교수 연구팀은 국내 중소 기업과 힘을 합쳐 개발한 성능 테스트 시스템(COREA-YS-01)으로 첨단 이미지 센서 '알피드(ALPIDE)'의 양산 시험을 무사히 마쳤다고 11일 밝혔다.

앨리스는 납(Pb)의 원자핵을 빛의 속도에 가깝게 충돌시킨 후 온도를 높여 빅뱅을 재현하는 장치다. 빅뱅 후 100만분의 1초 후에 형성된 원시 우주를 재현해 초기 물질의 형성 과정을 알아내는 데 쓰인다. 이 실험에는 한국을 비롯해 39개 나라175개 기관, 1900여 명의 과학자가 참여하고 있다. 한국에서는 연세대, 인하대, 부산대를 비롯해 7개 대학이 실험에 참여하고 있다.

납 입자가 충돌하면 온도가 태양 중심의 약 10만 배 높기 때문에 고열에 견디면서 내부에서 일어나는 현상을 관찰할 수 있는 이미지 센서가 필요하다. 기존에 앨리스에 쓰였던 실리콘 센서는 해상도가 낮아 쿼크가 붕괴하는 순간을 포착할 수 없었다. 권 교수 연구팀이 개발에 참여한 알피드는 고온에 견디면서 화소 수가 기존 센서보다 10배 많고 데이터도 100배 많이 수집한다.

권 교수는 미국이 주도하는 입자 충돌 실험인 피닉스(PHENIX)에서 수행하던 센서 연구를 기반으로 씨온을 비롯한 국내 중소기업과 힘을 합쳐 알피드 성능 테스트 시스템(COREA-YS-01)을 개발했다. 현재 앨리스의 이미지 센서를 알피드로 교체하고 있고 내년 가을쯤 완료된다. 더불어 미국 브룩헤이븐국립연구소가 고에너지 핵물리 실험(SPHENIX)에 쓰는 검출기와 러시아 핵물리통합연구소의 검출기도 차기 이미지 센서로 알피드를 채택하겠다고 밝혔다.

권 교수는 “실험은 근본적으로 측정하는 활동이기 때문에 장비가 중요한 역할을 한다”며 “국내 중소기업이 장비 분야에서 거대한 잠재력이 있다는 사실을 확인했다”고 말했다.