Heavy Ion Meeting (HIM)
연구모임의 배경 및 부분별 주제
물질들의 기본입자들로서 Quark와 Lepton이 표준모델로 널리 받아들여지면서, 쿼크들은 일상적인 물질상태에서 반드시 강입자 내에 속박된 채로만 존재하고 있지만, 고온, 고밀도의 극한적인 물질상태에서는 쿼크와 글루온들이 강입자로부터 벗어나 거의 자유롭게 쿼크-글루온-플라즈마(Quark-Gluon-Plasma)를 이룰 것이라고 격자 양자색소역학은 예측하고 있다.
이러한 새로운 물질상태에 도달하기 위한 이론적, 실험적 연구가 세계적으로 활발하게 이루어져 왔으며, 고온, 고밀도의 극한적인 물질상태에 도달하기 위하여, 중이온 (원자번호가 크고 중성인 원자로부터 전자를 다 분리해 낸 고가의 양이온 상태의 원자핵 - 납, 금, 우라늄 등)을 고에너지 (- 수 GeV/핵자 ~ 수백 GeV/핵자)로 가속 충돌시키는 실험들로부터 태동한 ‘중이온물리 (Heavy Ion Physics)’는 오늘날 세계 첨단의 원자핵물리 분야가 되었다. 이 분야의 특징은, 세계적인 레벨에서 볼 때, 대단히 활발한 연구가 이루어지면서 새로운 연구 인력을 국제적으로 많이 필요로 한다는 것과, 아직까지 많이 알려지지 않은 개척분야라는 점에서 그 가능성이 무한하다는 점이다.
또한 세계적으로는 이미 20~30년 전부터 중이온을 가속시키는 가속기의 건설을 비롯한 숱한 실험결과들이 배출되고 있는 가운데, 해외의 유수한 대학과 연구소 등지에서 이러한 노하우들과 연구역량을 축적한 한국의 물리학자들이 최근 급증하고 있다. 아직은 여전히 새롭고 낯선 분야인 ‘중이온 물리’의 무한한 가능성을 생각해 볼 때, 이러한 신진 및 중견 중이온물리학자들의 긴밀한 협력과 홍보를 통한 기반인력의 확충은 시급한 과제이다.
마침 2004년 10월 8, 9일 한양대에 석좌교수로 초빙된 노만규 교수의 주관으로 마련된 한국-유럽 ALICE 모임(Korea-EU ALICE Collaboration Meeting)에, CERN LHC에서 계획 중인 거대 중이온 프로젝트인 ALICE의 대표 J. Schukraft 박사와 CERN의 전임소장 Miani 박사가 초대되었는데, 동시에 국내의 중이온물리학자들이 한자리에 초대되어 연세대학교와 한양대학교에서 공동 워크숍을 가지게 되었다. 이 워크숍에서 발의되고, 추진되기 시작한 것이 Heavy Ion Meeting (HIM) 이다
이 모임은 현재 세계적인 국제 대형 프로젝트들에 활동적으로 참여중인 국내 연구진들을 중심으로 국내연구역량의 결집과 주목할 만한 연구공헌을 목적으로 국내의 연구 인력의 확대를 추진하고 있다.
현재 HIM을 구성하고 있는 국내 연구 인력의 규모는 전국적으로 십수 명에 달하는데, 그 분야는 크게 이론물리분야와 실험물리분야로 나눌 수 있다. 또 각각의 세부전공은 다양하지만, HIM의 취지상, 상호 보완적인 성격의 실험물리와 이론물리를 함께 아우르고, 또한 세계적으로 분포하는 다양한 종류의 시설들을 총 망라하여, 궁극적으로 순수 국내 연구진 고유의 아이디어를 기술적으로 실험적으로 현실화할 수 있는 수렴점 찾기를 기대하고 있다.
이러한 궁극적인 목적을 위해, 우선적으로 모임의 활성화와 국내 저변 연구 인력의 확대 및 홍보를 지속적으로 추구할 것이며, 그 구체적인 시행방안으로 다음의 부문들을 계획하고 있다.
1. (RHIC Physics) 미국 부룩헤이븐 국립연구소 (Brookhaven National Lab.: BNL)에 이미 건설되어 가동중인 상대론적 중입자 충돌가속기 (Relativistic Heavy Ion Collider : RHIC)의 충돌환경 (Au+Au @ ECM ~ 100 - 200 GeV/핵자) 에서의 중이온물리 : 이론적인 이해, 독창적인 아이디어, 현재 진행 중인 실험에 대한 이해 및 국내연구진에 의해 공헌될 수 있는 가능성에 대한 연구
2. (FAIR Physics) 독일 중이온연구소 (Gesellschaft fuer Schwerionenforschung : GSI)에 건설될 예정인 반양성자와 이온연구를 위한 시설 (Facility for Antiproton and Ion Research : FAIR) 의 충돌환경 (U+U @ ECM ~ 2 - 10 GeV/핵자)에서의 중이온물리 : CERN의 초양성자가속기 (SuperProtonSynchrotron : SPS)에서의 결과를 바탕으로 한 이론적인 이해와 예측, 독창적인 아이디어, 새로운 프로젝트에 대한 제안 및 국내 연구진에 의해 공헌될 수 있는 가능성에 대한 구체화 연구
3. (ALICE Physics) 스위스 CERN에 건설 중인 초대형 강입자 충돌기 (Large Hadron Collider : LHC)의 충돌환경 (Pb+Pb @ ECM ~ 5.5 TeV/핵자)에서의 중이온물리 : 이제까지의 각종 가속기시설들로부터 얻은 결과들을 토대로, 초고온 상태의 중이온 물리에 대한 이론적 예측과 현재 활동적으로 준비가 진행 중인 초대형 중이온 실험 프로젝트인 ALICE에 대한 국내연구진의 공헌 가능성에 대한 타진
4. (Our own Physics) 국내에 대형 연구시설 (가속기 핵과학연구소) 을 갖게 될 경우 가능한 물리학 연구의 가능성과 기존의 외국의 초대형 가속기 시설과 차별성을 갖는 고유한 물리 프로젝트의 개발 및 가속기 연구소에 대한 구상이 가능한 이론적 실험적 연구진의 확보와 실현성에 대한 연구