연구단장 소개
연구단장 한인식
한인식 단장은 희귀동위원소 가속기를 활용한 핵물리와 핵천체물리 분야의 세계적인 과학자다. 실험 핵천체물리학은 가속기를 이용하여 태양이나 초신성과 같은 별에서 어떤 핵반응에 의해 무거운 원소와 폭발에너지가 생성되는지 규명하는 분야이다. 한인식 단장은 핵천체물리학을 국내에 처음 소개하며 연구 활성화에 크게 기여해왔다.
미국 예일대, 칼텍, 브룩헤이븐 국립연구소, 일본 이화학연구소 등 세계 선도급 연구기관에서 연구했으며, 지난 20여 년간 이화여자대학교에서 핵물리 분야에 매진 해왔다. 특히 신성이나 엑스선버스트와 같은 폭발적인 천체 내부에서 발생하는 HCNO 사이클 breakup 반응에 대한 여러 실험을 주도적으로 수행하였다. 최근에는 보통 핵보다 중성자가 많은 희귀 핵의 새로운 마법 수(magic number)를 발견해 연구 결과를 발표했으며, PHENIX 국제공동 연구의 일환으로 쿼크-글루온 플라즈마가 작은 시스템에서도 존재할 수 있다는 것을 세계 최초로 제시해 국제 과학계의 주목을 받기도 했다.
연구단 소개
희귀 핵 연구단은 핵천체물리실험, 핵구조실험, 핵반응실험, 핵물리이론 그룹으로 구성되어 있다. 희귀 핵 연구단은 해외 대형 가속기를 활용하여 희귀 핵과 관련된 다양한 연구뿐만 아니라 현재 국내에서 구축 중인 중이온가속기를 활용하는 연구를 수행하게 된다. 한국형 중이온가속기는 최첨단 희귀동위원소 가속기로 대전 유성구 신동지구에 2021년 구축이 완료될 예정이다. 희귀 핵 연구단은 한국에서 희귀 핵물리 연구의 초석이 되고, 이를 기반으로 세계적 연구를 주도하는 역할까지 수행할 것으로 기대하고 있다. 특히 수명이 짧은 핵들의 기본 성질, 우주 원소의 기원 규명, 새로운 희귀 원소 발견 등 희귀 핵에 대한 실험 및 이론 연구를 하게 된다.
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- 가속기를 활용한 실험을 통해 신성, X-ray 버스트와 같이 폭발적인 핵천체에서 합성되는 무거운 원소의 기원 및 합성 과정 파악
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- 가속기를 활용한 실험을 통해 안정선에서 멀리 떨어져 있는 희귀한 핵을 생성하고 핵구조 성질을 파악
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- 핵 반응과정 및 핵구조 특성에 대한 실험 및 이론 연구
주요 연구 활동
우리는 아직도 우주에 존재하는 많은 무거운 원소들이 어디서 어떻게 만들어지는지 그 경로와 방법에 대해 잘 모르고 있습니다. 특히 빠른 중성자 포획 과정(r-process)에서 철부터 우라늄과 같은 무거운 핵종이 만들어지는 것으로 알려져 있는데, 이 과정은 초신성 혹은 중성자별 충돌과 같은 폭발적 천체현상에서 일어나는 것으로 예상되고 있습니다. 희귀 핵 연구단은 빠른 중성자 포획 과정 및 여러 핵천체 반응에서 생성되는 불안정한 희귀 핵의 구조 및 핵반응을 이해하고 관련된 핵천체 특성을 연구하는 것을 목표로 하고 있습니다.
이러한 연구를 위해서는 희귀동위원소 빔을 타겟에 반응시켜 희귀 핵을 생성한 후 생성된 원소의 특성을 이해하는 것이 필요합니다. 따라서 희귀 핵 연구단은 국내외 희귀동위원소 가속기 시설을 활용하여 양성자/중성자 포획과정과 같은 천체물리학적으로 중요한 핵반응에 대한 실험을 수행하고 양성자/중성자 drip line, 새로운 마법수, island inversion 등의 핵구조 연구를 이론연구와 함께 진행하고 있습니다.
국제적인 연구 경쟁력을 갖추기 위해 실리콘 검출기, 게르마늄 검출기, 플라스틱 신틸레이터 등의 입자 및 감마선 검출기를 어레이 형태로 구축함으로써 희귀 핵으로부터 방출되는 신호분석을 통해 핵의 특성 및 핵반응 연구를 진행합니다. 또한 지속적으로 해외 가속기를 활용한 창의적인 실험을 계획하고 수행하며 국내외 핵물리 연구에 큰 기여를 하고 있습니다.