서울대 연구팀이 금의 원소합성 과정에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 원자핵을 최초로 만들어냈다.
서울대는 물리천문학부 최선호 교수팀이 크세논과 백금을 충돌시켜 핵자(원자핵을 구성하는 기본입자)가 이동하는 반응을 통해 중성자 개수가 126인 원자핵을 생성하고 이 단면적을 최초로 측정했다고 10일 밝혔다. 금을 포함한 자연계에 존재하는 원소의 3분의 2는 생성원리가 제대로 밝혀지지 않은 상태여서 이 연구 결과로 금의 생성 기원에 대한 연구가 촉진될 것이라는 전망이다.
과학자들은 우주에서 중성자수가 126인 불안정한 중성자 과잉핵(양성자 개수에 비해 특정범위를 넘어 중성자가 더 많은 원자핵)들이 차례로 붕괴하는 과정에서 금이나 백금 등이 만들어졌다고 추측해 왔다. 이를 증명하기 위해 과학계에선 중성자수가 126인 원자핵을 만들려고 노력해왔다.
연구팀은 핵자당 800만 전자볼트로 가속시킨 크세논 원자핵을 백금의 원자핵에 충돌시켜 두 개의 원자핵 사이에 다핵자 이동반응(두 원자핵 사이 양성자 또는 중성자를 옮기는 반응)을 일으켜 중성자 개수가 126인 중성자 과잉핵을 대량으로 만들었다. 이렇게 만들어진 핵의 단면적을 측정한 결과 종전의 예측보다 최대 10배 정도 더 큰 것으로 나타났다.
연구팀은 “연구 결과를 토대로 중성자 개수가 126인 중성자 과잉핵의 수명과 질량을 측정해 금이나 백금의 기원이 되는 천체현상을 찾아내는 연구에 진전이 있을 것”이라고 밝혔다.
연구는 일본, 프랑스, 이탈리아의 대학ㆍ연구소와 공동으로 진행했고 프랑스 GANIL 국립 연구소의 중이온가속기를 사용해 실험했다. 연구 결과는 물리학 분야 국제 학술지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’ 10월 23일 자에 소개됐다.
정준호기자 junhoj@hankookilbo.com
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