우주를 구성하는 물질을 규명하기 위해 1980년대 처음 일본에 들어선 대형 중성미자 관측 시설 '카미오칸데(Kamiokande)'가 진화를 거듭하고 있다. '카미오칸데'는 시설이 들어서는 지명 카미오카(Kamioka)에 '핵자 붕괴 실험(Nucleon Decay Experiment)'을 더해 만든 명칭이다.
일본 도쿄대학교는 29일 공식 채널을 통해 기후현 히다시 카미오카초에 조성 중인 '하이퍼 카미오칸데(Hyper Kamiokande)'의 돔 건설을 위한 굴착 작업이 무사히 끝났다고 전했다. '하이퍼 카미오칸데'는 카미오카초 지하에 조성 중인 초대형 체렌코프 방사 장비다.
이 시설은 카미오카초 지하 공간을 활용한 대규모 중성미자 관측 장비로서는 3대째다. 직전 '슈퍼 카미오칸데'에서 약 8㎞ 떨어진 산중 지하 약 600m에 만들어지고 있다.
'하이퍼 카미오칸데'는 초순수(전기전도도 및 고형 미립자수, 생균수, 유기물 등을 극도로 억제한 순수한 물) 26만 t이 한꺼번에 들어가는 지름 약 68m, 높이 약 73m의 원통형 수조로 구성된다. 중성미자 같은 소립자가 수조의 초순수와 반응할 때 발하는 빛을 벽에 부착한 약 4만 개의 광센서(광전자 증배관)가 포착한다.
도쿄대는 우주의 진화와 물질 생성의 수수께끼를 풀어줄 세계 최대 지하 시설의 안전성을 담보하는 상부 굴착이 무사히 끝났다고 의미를 부여했다. 2027년 운용을 목표로 하는 '하이퍼 카미오칸데'의 근간인 초대형 수조 역시 향후 순조롭게 들어설 것으로 기대했다.
도쿄대 관계자는 "'하이퍼 카미오칸데'는 2021년 5월 공사용 터널 건설을 시작으로 차츰 형체를 갖추기 시작했다"며 "지난해 11월 돔 굴착에 들어갔는데, '하이퍼 카미오칸데'를 설치하기 위한 공동 꼭대기까지 파낸 뒤 전단 터널 주위를 파고 들어가 지름 69m, 높이 21m의 돔을 굴착하고 표면에 콘크리트를 부었다"고 설명했다.
초대형 돔 아래에는 26만 t의 초순수를 채울 지름 약 69m, 높이 약 73m의 수조가 만들어진다. 가장 중요한 이 공사가 완료되면 돔 윗부분에 각종 기계 설비가 설치된다.
도쿄대 관계자는 "중성미자와 반중성미자의 성질 차이를 알아보는 것이 '하이퍼 카미오칸데'의 주된 목적"이라며 "우주가 물질로 구성됐음을 이 시설로 규명하는 동시에, 양성자 붕괴를 통한 우주 구성 물질의 수명 예측에도 도전할 것"이라고 전했다.
이어 "우주로부터 날아오는 중성미자를 관측해 우주나 생명체의 성립을 알아보는 '카미오칸데' 시설들의 임무는 앞으로도 계속된다"며 "약 20개국의 우수한 인재들이 이번 프로젝트에 참여하는 만큼, '하이퍼 카미오칸데'에 거는 학계의 기대는 상당히 크다"고 강조했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
