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‘우주신비 찾는다’..최대 지하실험실 伊그랑사소연구소를 가다

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약 5만5000평 세계 최대규모
암흑물질 실체 찾는 실험시설
지표면 1400m 아래 위치

[그랑사소(이탈리아)=뉴스핌] 공동취재단 김영섭 기자 = 묵은 이끼가 낀 서늘한 동굴 속, 어른 키 네다섯 배는 되는 철문이 병풍처럼 접히며 열렸다. 이윽고 고개를 젖혀도 끝이 잘 보이지 않을 만치 거대한 실험시설들이 눈앞에 펼쳐졌다. 흡사 영화 속 미래 지하도시를 연상시키는 모습이었다. 이탈리아 반도의 아름다운 산줄기 아래 지하터널로 10㎞ 넘게 달리고 나서야 도착한 그랑사소국립연구소(LNGS)의 입구다.

한국 기자단은 지난달 31일(현지시간) 한국 기초과학연구원(IBS) 방문단과 함께 올해로 35년째를 맞은 그랑사소연구소를 찾았다.

이탈리아핵물리연구소 그랑사소연구소는 이른바 암흑물질(dark matter)의 정체를 연구 중인 과학계의 세계적 시설이다. 학계는 이 물질이 우주의 약 25%를 차지하는 것으로 추정하지만 어떤 물질인지는 정확하게 규명되지 않았다는 의미에서 암흑물질이라는 이름을 붙였다.

고(故) 이휘소 박사가 제시한 ‘윔프(WIMP)’, 김진의 경희대 교수가 제시한 ‘액시온(Axion)’을 비롯해 최근에는 ‘비활성 중성미자(sterile neutrino)’까지 암흑물질의 유력 후보군으로 꼽힌다.

그랑사소 연구소 내 진행되고 있는 XENON-nT(제논-n톤) 프로젝트의 실험 모습. 제논(XENON) 가스를 액화시킨 액체제논과 윔프의 반응을 읽어내는 원리를 이용한다. 2019.06.01. [사진=공동취재단]

그랑사소연구소가 깊은 땅속에 건설된 건 이 후보 물질을 검출하거나 관찰하기 위해 지면에서 나오는 중성자, 하늘에서 쏟아지는 우주입자를 막아야 하기 때문이다.

그랑사소연구소 내부에서는 암흑물질 후보군들을 관찰하기 위해 세계 최첨단 수준의 다양한 실험 프로젝트를 진행 중이다. 각각 폭이 가로 100m, 세로 20m, 높이 18m로 이뤄진 실험공간 3개, 나아가 이를 연결하는 우회터널의 면적까지 합치면 총 면적이 18만㎡, 약 5만5000평에 달한다. 지하연구시설로는 세계 최대 규모다. 실제 실험공간 내부 통로 벽면에는 테라모(Teramo)와 라퀼라(L'aquila) 두 도시의 이름이 써 붙어 있었다. 실험공간이 두 도시에 동시에 걸쳐있다는 표시다.

그랑사소연구소는 이탈리아의 국립공원인 그랑사소 산맥 지표면으로부터 1400m 아래에 위치했다. 연구소에 연결된 고속도로 지하터널 천장에는 성인 두셋 정도는 걸어 다닐 수 있을 법한 크기의 파이프가 펼쳐져 있었다.

방문단을 안내한 알마 포미콜라 연구본부장은 “연구소를 가운데 두고 양옆으로 같은 파이프가 연결돼 있다”면서 “예상치 못한 사고로 한쪽이 차단되더라도 다른 쪽에서 전력이나 공기순환을 시키려는 시설”이라고 설명했다.

윔프 입자를 검출하기 위해 그랑사소연구소는 인공 결정체(크리스탈)를 사용하는 ‘사브르(SABRE)’ 프로젝트를 비롯, 땅속 아르곤 기체를 액화시켜 윔프를 감지하려는 ‘다크사이드(Darkside)’, 냉각 액화된 제논 가스를 사용하는 ‘제논앤톤(XENON-nT)’ 프로젝트 시설 등을 갖추고 있다.

이 밖에도 중성미자 이중베타붕괴 현상을 관찰하기 위한 ‘보렉스(BOREX)’, ‘큐피드(CUPID)’ 프로젝트도 진행 중이다. 이런 다양한 프로젝트에 참여하기 위해 유럽과 미국 등 세계 각지에서 모여 연구소에 상주하는 연구인력만 100여 명 규모다.

그랑사소 연구소의 실험 중 다크사이드 프로젝트에 대해 설명하고 있는 알도 이아니 박사. 다크사이드 프로젝트는 땅 속에서 아르곤 가스를 추출하는 기술을 이용해 암흑물질 후보군인 윔프를 탐색하고자 한다. 2019.06.01. [사진=공동취재단]

그랑사소연구소에서 이뤄지는 연구에 얼마나 많은 자원이 투입되는지 보여주는 게 ‘로만레드(Roman lead)’다. 납으로 된 로마시대 유물을 녹인 것으로 검출 방사능이 매우 낮아 우수한 차폐제로 쓰인다. 일반 납에 비해 구입비용이 수천 배에 달한다. 그랑사소연구소 시설에는 로만레드가 약 6t 쓰였다. 한국 양양의 암흑물질 검출 시설 ‘코사인(COSINE-100)’에는 200㎏ 정도가 보관돼 있다. 방문단을 안내한 스테파노 피로 책임연구원은 납으로 된 유물을 가리키며 “지중해 속으로 가라앉은 배 등에서 건져낸 유물”이라면서 “족히 2000년은 넘었다”고 설명했다.

이날 함께 그랑사소연구소를 둘러본 김영덕 IBS 지하실험 연구단장은 “이탈리아는 오랜 세월 동안 축적된 기술력이 매우 뛰어난 국가”라면서 “그랑사소연구소는 이 같은 연구역량을 보여주는 좋은 예”라고 말했다. 이어 “국내 연구환경에서 이만큼의 다양한 시설을 갖추기는 어렵겠지만 지금까지 그래왔듯 앞으로도 연구역량을 집중한 양질의 연구로 좋은 결과를 얻어내는 데 노력을 기울이겠다”고 덧붙였다.

 

kimys@newspim.com

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"북한 핵잠수함은 순항핵잠(SSGN)" [서울=뉴스핌] 김종원 선임기자 = 북한 관영 조선중앙통신이 25일 김정은 북한 국무위원장이 8700t급 '핵동력 전략유도탄 잠수함 건조사업'을 현지 지도했다고 보도했다. 북한의 '핵동력 전략유도탄 잠수함'은 핵연료를 추진 동력으로 핵탄두를 장착한 잠수함발사 탄도미사일(SLBM)과 순항미사일(SLCM)을 운용할 수 있는 8700t급 중형 순항유도탄 핵잠(SSGN)으로 분석됐다. 북한은 올해 3월 핵동력 전략유도탄 잠수함 건조가 추진되고 있다고 공개했다. 당시 잠수함 하단부만 공개했지만 이번에는 동체 전체를 전격 공개했다. 건조 중인 핵잠 배수량이 8700t급이라고 처음 언급했다. 김정은 북한 국무위원장이 8700t급 핵잠수함 건조 현장을 지도했다고 북한 관영 매체들이 25일 보도했다. 사진은 방청도료가 칠해진 대형 선체를 살펴보는 김정은과 수행 간부들. [사진=노동신문]  ◆핵연료 장전·원자로 시운전·실출력 운전 남아 홍민 통일연구원 선임연구위원은 북한의 핵잠 건조 단계와 관련해 원자로 등 핵심 장비가 들어간 상태의 외피 결합과 외관 완성으로 평가했다. 홍 선임연구위원은 "핵추진잠수함 건조 단계로 볼 때 원자로 압력용기와 증기발생기, 주터빈 계통, 감속기·주축 라인, 주냉각 펌프 하우징, 미사일 발사관 구조물이 내부에 들어간 상태"라고 말했다. 홍 선임연구위원은 "잠수함 중앙부에 서 있는 김 위원장의 선체 중앙부는 원자로 구획 부분"이라면서 "최고지도자에게 공개했다는 것은 원자로 탑재가 끝난 완전한 선체 실루엣 상태라는 의미"라고 설명했다. 향후 핵연료 장전과 완전한 원자로 시운전, 실출력 운전이 남아 있는 것으로 분석했다. 8700t급과 중형 순항유도탄 핵잠(SSGN), 함교와 발사관 구간이 연동된 설계라고 봤다. 홍 선임연구위원은 "25개의 다축 트롤리에 얹혀 있는 잠수함 공개와 배수량 기준 미국·러시아·중국 등의 통상 1만1000~1만8000t급의 전략핵잠(SSBN)이나 순항핵잠(SSGN) 보다는 작은 사이즈"라면서 "배수량 기준으로는 러시아의 아쿨라급(8000~8500t), 델타급 III·IV(9000~10000t)과 유사하다"고 분석했다. 김정은 북한 국무위원장이 8700t급 핵잠수함 건조 현장을 살펴봤다고 노동신문이 25일 전했다. 사진은 딸 주애와 함께 이야기 하고 있는 모습. 뒤편의 '군자리 혁명 정신'이란 글귀는 6.25 전쟁 당시 탄약과 무기 제조와 보급을 위해 지하 군수공장이 위치한 군자리의 주민들이 결사의 각오로 임했다는 점을 강조하는 선동 구호. [사진=노동신문] ◆SLCM에 소수 SLBM 운용 혼합형 배치 특히 홍 선임연구위원은 "북한이 공개한 잠수함의 특징은 중앙 미사일 발사관 구획과 함교를 구분하지 않고 일체화시킨 설계"이라면서 "함교(지휘·항법·센서·통신 상부구조)와 발사관(VLS) 사이에 독립 격벽을 치고 외관상 매끄럽게 연동된 외형으로 처리했을 가능성이 있다"고 판단했다. 선체골격에서는 러시아 델타급 III·IV, 선체 비율에서는 중국의 진급(Type 094)과 유사한 것으로 분석했다. 중앙부가 두툼해지는 배럴형(bulged) 실루엣으로 발사관을 중앙에 집중 배치하는 델타급의 전형적 특징과 유사하다. 중앙 발사관 높이를 함교와 연동시킨 것은 SLCM 이외에도 소수의 SLBM을 운용하는 혼합형 배치 가능성도 있다고 홍 선임연구위원이 분석했다. 북한의 잠수함 용어 표현과 잠수함 성격으로 봤을 때 순항핵잠(SLCM)용이거나 SLCM 다수와 SLBM 소수의 혼합 플랫폼으로 봤다. 홍 선임연구위원은 "핵동력 전략유도탄 잠수함을 영문판에 'nuclear-powered strategic guided missile submarine'로 표기해 'guided missile'은 통상 순항미사일(SLCM)"이라고 설명했다. 북한 김정은(왼쪽 셋째) 국무위원장이 핵잠수함 건조 현장을 돌아봤다고 노동신문이 25일 전했다. 사진은 노동당 군수공업부장 조춘룡(김정은 오른쪽) 등과 잠수함 설비를 살펴보는 장면. 뒤편으로 '침략자 미제와 대한민국 것들을 쓸어버릴 무기생산에 총권기하자'는 선동 구호가 보인다. [사진=노동신문]  ◆한국 해군 핵잠수함 건조·도입 속도 붙을 듯 홍 선임연구위원은 "일단 핵탄두 SLCM을 탑재하는 SSGN의 성격이라고 볼 수 있다"면서 "다만 소수의 SLBM과 다수의 SLCM 혼합 플랫폼 가능성도 배제하기 어렵다"고 말했다. 핵탄두와 재래식탄두 이중 용도의 전략 순항미사일을 탑재하는 잠수함일 경우에는 저고도 비행으로 요격 회피 가능성이 있어 '제2격' 보복능력이 신장될 것으로 분석됐다. 홍 선임연구위원은 "8700t급 SSGN일 경우 전략순항 미사일 화살-2, 화살-1라-3(대형화 개량형), 불화살-3-3-1 등을 탑재할 수 있고 사거리는 1500~2000km 정도일 것으로 보인다"고 관측했다. 잠수함 함수 부분에 어뢰관 6~7개가 식별돼 핵어뢰 탑재 가능성도 나온다. 현재 미국은 공격핵잠(SSN) 50척과 순항핵잠(SSGN) 4척, 전략핵잠(SSBN) 14척 잠수함 전력으로 전 세계를 상대로 24시간 365일을 중단 없이 전략·전술 작전을 벌이고 있다. 북한이 핵잠 실물 전체를 전격 공개함에 따라 향후 한국의 핵잠 건조와 도입도 속도가 붙을 것으로 보인다. kjw8619@newspim.com 2025-12-25 14:17
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연말 공항은 설렘으로 가득하다 [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = #. 스타트업 입사 4년 차인 30대 직장인 A씨는 연말에 아껴둔 휴가를 소진하기로 결심했다. 그동안 여러 프로젝트로 쓰지 못한 연차를 모두 사용하기로 했다. 회사에서도 연차 소진 권고가 내려지면서 징검다리 연휴를 눈치 보지 않고 사용할 수 있는 분위기가 조성됐다. 이에 A씨는 크리스마스 이브인 23일, 24일과 26일 연차를 내고 22일 저녁 일본에 도착해 여정을 시작하는 6박 7일 여행을 다녀오기로 마음먹었다. [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 24일 비행기 출발을 기다리는 이들로 설렘이 가득차 있던 김포공항에는 크리스마스 이브를 맞이해 화요일인 26일 징검다리 연휴에 연차를 낸 이들과, 고국으로 돌아가는 외국인 관광객 등이 공항에 자리했다. 2025.12.24 aaa22@newspim.com 24일 크리스마스를 앞둔 김포공항은 여행객으로 북적였다. 크리스마스 다음날인 26일 금요일 하루를 연차로 내면 최소 3박 4일의 휴가를 즐길 수 있어서다. 내년 1월 1일 신정까지 연차를 내면 최장 11일을 휴가로 사용할 수 있다. 커다란 캐리어를 양손에 쥐고 있는 하루토(가명·23) 씨는 이날 고국인 일본으로 돌아간다. 그는 "한국 여행을 마치고 가족들과 크리스마스와 연말을 함께 보내기 위해 고국인 일본에 가기로 했다"고 설명했다. 이날 출국장에는 외국인들이 화장품 등 다양한 선물을 가득 담은 박스와 커다란 캐리어를 밀며 분주히 오갔다. 출국장에 위치한 체크인 줄에는 커다란 기내용 캐리어를 쥔 사람들로 줄들이 가로세로 빽빽히 차 있었다. 이른 아침 시간에 출발하느라 챙기지 못한 끼니를 벤치에 앉아 간단히 빵과 커피로 때우는 이들도 간간히 보였다. 안양에서 왔다는 30대 커플은 "4박 5일 일정으로 대만으로 갈 예정"이라며 "직장인이라 업무 때문에 더 휴가를 내지 못해 아쉽다. 뒤에 휴가를 더 붙였다면 유럽에 가고싶었다"고 아쉬워했다. 이어 "업무가 쌓여있어도 연차를 아예 날릴 수는 없고 (회사에서도) 소진하라는 분위기여서 다행이었다"라며 "대만에서 맛있는 음식을 많이 먹어보고 싶다"며 기대감을 감추지 못했다. [서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 24일 김포공항 출국장 한 켠에 쌓여 있는 캐리어와 수화물들. 2025.12.24 aaa22@newspim.com 이날 공항에서 만난 40대 여성은 서울 서초구 양재에서 공항으로 왔다. 그는 "중국 상하이에서 근무하는 남편을 만나러 간다"며 "중국에서 2주 정도 같이 연말을 보낼 것"이라고 말했다. 해외에서 보내는 장기 휴가가 가능한 이유는 크리스마스인 25일, 내년 신정인 1월 1일이 각각 목요일이기 때문이다. 금요일인 26일(금요일), 29일부터 31일까지, 내년 1월 2일(금요일) 등 총 5일의 연차를 사용하면 최장 11일의 휴가를 즐길 수 있다. 가족끼리 휴가일을 맞춰 같이 해외 휴가를 가는 경우도 있었다. 장승훈(28·건국대 컴퓨터공학과) 씨는 "참여하고 있는 개발자 관련 프로그램에 양해를 구하고 나를 포함해 총 6명이 중국 상하이로 어머니 생일과 가족 기념일을 겸해 가족 여행을 간다"며 "아버지나 삼촌 등 다른 분들도 휴가를 낼 수 있었던 것 같은데 중국을 가본 적이 없어 기대가 된다"고 말했다. 이날 출국하는 여행객들의 목적지는 일본과 중국이 대부분이었다. 고환율과 엔저의 영향으로 여행 경비 부담이 비교적 덜한 일본이나 중국이 인기 관광지로 꼽혔다. 여행 전문 기업 노랑풍선에 따르면 올해 12월 25일부터 내년 1월 4일까지 노랑풍선을 통해 해외 패키지여행을 예약한 고객 수는 전년 동기간 대비 약 10% 증가한 것으로 나타났다. 특히 이중 일본이 30%로 가장 높았고, 중국(20%)이 그 뒤를 이었다. 베트남과 필리핀은 각각 16%, 7%를 차지했다. 노랑풍선 관계자는 "한한령 완화와 단체 비자 발급 확대, 주요 노선의 항공편 증편 등 여행 여건이 개선되면서 중국 여행객이 늘었다"며 "긴 연휴로 장거리 여행을 가는 이들이 생기며 유럽은 8% 수준을 늘었다"고 설명했다. aaa22@newspim.com 2025-12-24 14:41
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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