[과학이야기] 빛보다 빠른 중성미자 운동 관측

유럽입자물리연구소(CERN)의 실험에서 빛보다 빠른 입자의 운동이 관측돼 물리학의 근간이 뒤흔들릴 수도 있는 상황이 벌어지고 있다고 라이브사이언스와 BBC 등이 보도했다.

지난 3년간 스위스 제네바의 실험실에서 732㎞ 떨어진 이탈리아 그란 사소의 실험실까지 땅속으로 중성미자(뉴트리노)를 보내는 실험을 해 온 과학자들은 뉴트리노들이 빛의 속도보다 60나노초(0.00000006초) 빨리 목적지에 도착한다는 사실을 발견했다고 발표했다.

중성미자는 표준모형에서 경입자(輕粒子)에 속하는 소립자의 하나로 질량이 사실상 제로이며 일반 원자와 상호작용하지 않기 때문에 땅속을 진공상태처럼 통과한다.

CERN 과학자들의 발견은 기존 가설뿐 아니라 다른 측정치와도 어긋난다.

예를 들어 일본에서 초신성 SN1987A를 대상으로 이루어진 유명한 슈퍼 카미오칸데 II 실험에서는 지구로부터 16만8천광년 떨어진 이 초신성으로부터 출발한 빛과 뉴트리노가 시차를 두고 지구에 도착한 것으로 나타났다. 뉴트리노는 광속보다 1억분의 1 빠르게 도착했다. 그러나 OPERA 실험에서는 뉴트리노와 빛의 속도 차이가 10만분의 2로 나타났다.

이에 대해 펜스테이트 대학의 천체물리학자 데릭 폭스는 "OPERA의 실험결과가 틀렸다는 의미는 아니다. 어쩌면 끈이론 같은 이론적인 해결책이 두 실험 결과의 차이를 설명해줄 수도 있을 것"이라고 말했다. 연구진은 페르미랩이 진행 중인 유사한 MINOS 실험을 통해 자신들의 실험이 입증되거나 반박될 것을 기대하고 있다.