우리 학교는 2017년 과학기술정보통신부(장관 유영민)가 지원하는 해외우수연구기관유치사업 신규과제에 선정되어 12월 19일(화) 오후 12시 50분, 자연과학캠퍼스에서 도쿄대 우주선연구소(Institute for Cosmic Ray Research; ICRR)와 한·일 우주선공동연구센터의 개소식을 개최했다.

한·일 우주선공동연구센터는 금세기 순수과학 11대 난제 중 하나인 초고에너지 우주선의 기원규명을 위하여 도쿄대학교 우주선연구소와 협력 연구에 박차를 가한다.

이를 위하여 양 측은 기술 공유 및 성과 확대 차원에서 활발한 인력교류를 적극 추진해 왔다. 도쿄대 우주선 연구소에서는 이미 지난 7월 2주간 총 8명의 교수 및 연구원이 성균관대를 다녀갔고, 8월 한 달간 장기 파견된 연구원 1명이 한국에서 공동 연구를 수행했다. 우리 학교는 지난 8월 대학원생 2명을 도쿄대학교에 파견하여 총 77개의 우주선 검출기를 제작했다.

일본 도쿄대 우주선연구소(Institute for Cosmic Ray Research; ICRR)는 우주선 연구 분야에 있어 세계적인 기관으로, Telescope Array 실험뿐만 아니라 4개의 국내외 초고에너지 우주선 관측소, 수퍼카미오칸데 중성미자 관측소, 카그라 중력파 관측소 등의 세계적 대형 실험들을 주도하고 장기적 관점에서 꾸준한 연구를 실행하고 있는 기관이다. 중성미자 진동과 질량을 발견한 공로로 2015년 노벨 물리학을 수상한 타카아키 카지타 교수가 소장을 맡고 있으며, 본 센터 설립에 참여하는 히로유키 사가와 교수는 ICRR의 주요 관측시설인 일본 아케노 관측소의 소장을 맡고 있다.

우리 학교등 한국과학자가 참여한 한-미-일-러 국제 연구팀은 2014년 초고에너지 우주선이 만들어지는 우주의 국소영역, 즉 강력점원을 발견했다고 국제 동시 기자회견을 한 바 있다. 이는 우주선의 모체, 기원, 전파과정 등의 100년이 넘은 과학 미스터리를 풀 계기를 마련한 연구결과이다. 이를 증명하기 위해 미국 유타 사막에 경기도 면적의 크기에 총 1,500여개의 우주선 검출기 어레이 및 3개의 대형 망원경 어레이를 설치하여 우주의 강력점원 후보군을 찾고자 하는 차세대 실험인, Telescope Array x4 (TAx4)가 건설 중이다. 성균관대학교 한·일 우주선공동연구센터는 이 검출기의 1/3을 제작하여 유타 사막에 설치할 예정이다. 순조로운 프로젝트 진행 속에, 올해 11월 성균관대와 도쿄대 간 공동연구 및 센터설치에 대한 양해각서를 체결하고, 이번 공동연구센터 개소에 이르게 되었다.

개소식에는 우리 대학 정규상 총장을 비롯하여 유지범 부총장, 유인태 자연과학대학장 및 참여교수 연구원들, (경기도지사, 수원시장, 일본대사 (TBD)), 일본 아케노 우주선관측소장인 도쿄대 사가와 히로유키 교수, 미국 유타대학교 이과대학장 소콜스키 교수, 미국 Telescope Array 관측소장인 유타대학교 톰슨 교수 등 약 30명의 미국, 일본 및 러시아 과학자들이 참석했다.

정규상 총장은 환영사에서 "동 센터가 설립되기까지 과거 10여년의 노력과 열정을 바탕으로 도쿄대 우주선연구소와의 공동연구를 통해 우주선 연구 분야에서 선도 역할을 담당하고 동 센터가 세계적 연구소로 발돋움하기를 기대한다"고 말했다.

우주선공동연구 센터장인 박일흥 교수는 "본 센터를 통하여 초고에너지 우주선의 생성 과정을 규명하고 나아가 도쿄대학교 우주선 연구소와 같이 세계적인 기관으로 발전시킬 계획"이라고 말했다.

● Telescope Array 실험 소개

- Telescope Array (TA)라고 불리는 한국, 일본, 미국, 러시아 등이 참여하는 국제공동연구팀은 2008년부터 미국 유타사막에 250억원을 들여, 서울시만한 면적(~700)에 507여개의 입자검출기 및 3개의 대형 형광망원경을 설치, 북반구 최대 크기의 초고에너지 우주선 관측소를 완성, 운용하고 있다.
- 2008년 5월부터 2013년 5월까지 5년간 72개의 극한에너지 우주선을 관측하고 이중 19개가 '큰곰자리의 북두칠성 근처'에서 오고 있음을 발견, 2014년 초고에너지 우주선이 만들어지는 우주의 국소영역, 즉 강력점원을 발견했다.
- 우주선은 우주에서 지구로 떨어지는 모든 입자의 총칭으로, 대부분 양성자, 즉 수소핵이나 무거운 핵 그리고 전자, 감마선 및 중성미자가 있다. 1912년 처음 발견된 이래, 이의 모체와 기원, 전파과정은 100년이 넘게 미스터리로 남아있다.
- 초고에너지 우주선은 빈도수가 적어 대형 검출기 어레이가 필요하며, 차세대 TAx4실험이 준비되고 있는데, TA보다 4배 큰, 즉 서울시 5배 면적에, 총 1500개의 입자검출기 어레이를 2km 간격으로 건설하여, 우주의 강력점원 존재들 발견과 규명을 선도할 예정이다.