물질에 반대되는 입자? 반입자가 뭘까

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세상에서 가장 비싼 물질에대한 이야기를 들어보신적이 있으신가요??

세상에서 가장 비싼물질중 1위를 차지한 물질이 바로 반물질 입니다.

1g당 62조5000억 달러(7경1187조5000억원)나 한다고 합니다.

2위는 캘리포늄이라는 물질로 1g당 307억으로 말도안되는 차이의 가격으로 1위를 반물질이 차지하고 있습니다.

캘리포늄은 쓸모는없는데 만들기가 어려워 비싼물질이라고하네요;;

l  반물질? 반물질이 뭐지?

반물질은 간단히 말하면 물질에 반(反)하는 성질을 가진 물질입니다.

최초의 반물질은 1928년 입자물리학 분야에서 '폴 디랙'에 의해 발표되었습니다.

보통의 물질이 전자, 양성자, 중성자로 구성되어있다면

반물질은 그 반대인 양전자, 반양성자, 반중성자로 구성되어 있습니다.

반물질은 137억년전 우주의 대폭팔과 함께 우주가 탄생하면서 생겨난 물질로 추측되어지고 있습니다.

대폭발할때 물질과 반물질이 같은 비율로 생성되었다고 하는데 

무슨 이유인지는 몰라도 반물질은 사라지고 물질만 남아 우주가 탄생했다고 하는데요

반물질은 우주 탄생의 비밀을 열수있는 중요한 열쇠이기도 합니다.

그리고 물질과 만나 엄청난 양의 에너지를 방출하며 소멸한다고 하는데 이를 쌍소멸이라고 합니다. 

1g의 물질과 1g의 반물질이 만나 쌍소멸을 할 경우 소실되는 에너지 없이 순전히 에너지로 바뀌어 

TNT 4만3000톤의 폭발력을 갖는다고 합니다.

1945년 일본 히로시마 원자폭탄이 TNT 2만톤의 위력이라고 하는데 

반물질은 1g만 있어도 히로시마 원자폭탄의 2배 이상의 위력을 가지게 됩니다;;

이를 이용하면 더 이상의 에너지 문제는 사라지게 되고 문명 수준이 초고도로 발전할거라고 합니다.

l  반물질이 실제로 존재할까??

엄청난 에너지를 가진 반물질은 몇년전까지만해도 지구상에는 존재하지 않고 우주에나 존재할거다 라고 이론상으로만 존재했지만

현재는 인위적으로 만들수 있다고 합니다. 

▲CERN 유럽원자핵공동연구소

유럽원자핵공동연구소(CERN)에서 2011년 6월5일에 반물질인 반수소를 1000초(16분)동안 포착해냈다고 합니다.

CERN은 가장작은 입자라고 알려진 힉스입자를 찾기위해 둘레가 27km인 세계에서 가장크고 가장높은 에너지 입자 충돌기인 

강입자충돌기(Large Hadron Collider, LHC)를 보유하고있는 연구소입니다.

반물질을 포착해낸 연구팀은 CERN 의 알파 연구팀으로 반수소를 포착해내었습니다.

이전에도 반수소를 포착하긴 했었지만 반수소가 유지되는 시간이 0.172초로 너무 짧아 연구가 불가능 했었는데 

이번에 1000초동안 붙잡아 두는것을 성공해 

그동안 미스테리로 남아있던 반물질에대한 연구가 가능한 충분한 시간이 확보되었다는 중요한 의미가 있습니다.

(반물질인 반수소가 CERN의 양전하가속기에 1000초동안 머물러 있는 모습을 그린 상상도)

반물질을 만드는 방법은 LHC로 가속한 양성자 빔을 구리, 이리듐 같은 금속에 충돌시킨후 반양성자를 만들고 

이것을 감속기로 속도를 떨어뜨린후 방사성 나트륨에서 나온 양전자와 충돌시키면 반수소 원자가 만들어집니다.

보통의 반물질은 자기장을 이용해 물질을 가두고 입자가속기의 외벽에 닿지 못하도록 만드는데

반수소는 전기적 중성을 띄기 때문에 자기장을 이용할수가 없었습니다.

외벽은 보통 물질로 구성되어있기 때문에 반물질인 반수소와 접촉하게되면 큰일이 나겠죠??

그래서 알파 연구팀은 새로운 방법으로 극저온 냉동기술을 이용합니다. 온도가 낮아지면 입자의 움직임이 둔해지는것을 이용해 

알파 연구팀은 내부 온도를 섭씨 약 -272도 까지 낮추어 반수소를 가두어 반수소가 쌍소멸하는것을 늦추도록 만들었습니다.

또한 CERN은 지금까지 약 300여개의 반원자를 포착해 연구중이고 이를통해 반수소의 구조를 더 자세하게 알수있을것 이라고 합니다.

만약 반물질을 원하는만큼 만들수있고 잡아둘수 있게 된다면 엄청난 청정에너지를 얻게 되는것이지만 

엄청난 무기를 만들어 내게 됩니다. 그리고 이 반물질이 실제로 에너지원이 될수있을지도 미지수입니다.

워낙 엄청난량의 에너지를 만들어내기 때문에 조금이라도 잘못조절하게된다면 지구 반정도는 그냥 없어질 수 있으니

함부로 어찌 하지는 못할 무시무시한 물질이기 때문입니다.

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