뜨거운 수프 속 입자들, ALICE

Particles in hot soup, ALICE

1993년, LHC 위원회에 중이온(RAON) 검출기 제작과 관련한 의견서가 제출되면서 시작된 대형이온충돌실험기(ALICE, A Large Ion Collider Experiment)의 건설은 몇 번의 보완을 거쳐 1997년에 승인되었습니다. 이후 약 10여 년에 걸쳐 다방면의 연구개발과 설계보완을 통해 ALICE 검출기의 설계가 완성되었고, LHC가 작동을 시작하면서 ALICE 역시 작동을 시작했습니다. 오늘날 ALICE는 39개국 175개 기관이 협업하여 연구를 진행하고 있습니다.

The construction of the A Large Ion Collider Experiment (ALICE), which started with the submission of an opinion on the manufacture of heavy ion detectors to the LHC Committee in 1993, was approved in 1997 after several revisions. After about 10 years, the design of the ALICE detector was completed through various R&D and design supplementation, and when the LHC started to operate, ALICE also began to operate. Today, ALICE cooperation is conducting research in collaboration with 175 institutions from 39 countries.

빅뱅의 재현과 우리 우주

ALICE는 다른 대형 검출기인 CMS나 ATLAS와는 달리 쿼크와 글루온의 결합과 이들의 상호작용으로부터 생겨나는 물질에 더 관심을 갖고 있습니다.

쿼크-글루온 플라즈마 형태라고 불리는 상태에서 서로 강하게 상호작용하는 입자를 연구하기 위해 설계된 ALICE 검출기는

납 입자를 이용한 중이온 충돌실험을 통해 만들어지는 물질과 이의 진화과정을 관찰합니다.

중이온 충돌실험을 통해 만들어진 빅뱅 직후와 유사한 고온 고압의 환경은 입자 간 결합을 녹여 쿼크-글루온 플라즈마 상태를 만들어냅니다.

이후, 이 플라즈마가 냉각되면서 생성되는 강입자(하드론)을 측정하여 입자들의 상호작용을 확인합니다.

이 팽창과 냉각, 그리고 입자 간의 상호작용을 살펴보면서, 오늘날 우리 우주를 구성하는 물질이 어떻게 발생하고 점진적으로 진화하였는지를 확인합니다.

더 알아보기

강입자(하드론, Hadron)는 강한 상호작용을 하는 입자로, 세 개의 쿼크가 글루온을 매개로 결합된 중입자와 쿼크 하나와 반쿼크 하나가 결합된 중간자로 구성되어 있습니다.

우리가 직접적으로 관측할 수 있는 첫 단계가 바로 이들 강입자인데, 이 강입자는 쿼크 간의 상호작용과 결합을 통해 형성됩니다.

ALICE 실험에서는 강입자 사이의 관계를 살펴보고, 이를 통해 강입자 내 쿼크의 상호작용을 유추하는 방식으로 연구를 진행합니다.

The Big Bang Representation

and Our Universe

Unlike other large detectors such as CMS and ATLAS, ALICE is more interested in the substances resulting from the binding of quarks and gluons and their interactions.

Designed to study particles that interact strongly with each other in a state called quark-gluon plasma state,

the ALICE detector observes the material and its evolution through heavy ion experiments using lead particles.

한국 ALICE 실험팀

한국 ALICE 실험팀은 2002년 강릉원주대가 공식적으로 협력연구에 참여하기 시작하여 2009년 부산대, 세종대, 연세대, 2013년 인하대, 20016년 전북대, 2019년 충북대가 각각 참여하여 현재 7개 기관,

40여명의 연구자가 참여하고 있습니다. 또한 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 전 세계 ALICE 실험 네트워크를 담당하는 최전선(Tier-1)에서 데이터 저장 및 분석,

정보공유 등의 소프트웨어 개발 및 서비스 활동에 활발하게 참여하고 있습니다.

한국의 실험팀은 실험 수행과 실험 데이터 분석연구 외에도, 반도체 기술이 발달된 한국의 기반환경을 살려 검출기 가장 내부에 위치한 반도체 검출기(ITS, Inner Tracking System)를 개발하고

성능을 향상시키는 일을 담당합니다. 한국 ALICE 실험팀은 최근 ITS 제작에 필요한 약 6만 여개의 칩의 제작, 검수 및 복합집적회로 조립을 완수하였고,

2022년 재가동될 LHC의 운영에 대비하여 CERN에서 하나의 검출기로 조립하는 작업을 진행하고 있습니다.

Korea

ALICE Team

Jin-Hee Yoon, Professor of Physics at Inha University, has been conducting research as a representative of the Korea ALICE Experiment Team since 2015.

Through this interview, she explains the recent achievements of the ALICE test team and the contributions of the Korean test team,

and delivers a message to students who are interested in the field of nuclear particle physics.