초연결 사회가 심화되면서 IT 대란이 반복될 위험이 높아졌다. Thapana Onphalai/게티이미지뱅크 제공.

지난 19일 전 세계 전산망 시스템이 동시다발적으로 ‘먹통’됐다. 전 세계가 인터넷으로 연결되는 ‘초연결 사회’인 오늘날 이번 사태는 지속 반복될 것이라는 게 전문가들의 공통적인 지적이다. 실효성 있는 대책이 강구돼야 한다는 목소리다.

이번 ‘IT 대란’으로 항공기 4만대의 운항이 지연되고 주요 은행과 증권거래소, 방송국 등은 서비스에 차질을 빚었다. 화려한 불빛으로 가득한 미국 뉴욕 타임스퀘어는 전광판이 꺼졌고 생명을 다루는 병원에서는 수술이 취소되는 등 우려스러운 상황이 벌어졌다. 국내에서는 10개 기업이 피해를 입었고 정부는 사이버 공격 등에 대비하는 긴급 조치에 나섰다.

이번 사태는 마이크로소프트 윈도와 보안업체 크라우드스트라이트의 보안 패치 충돌로 일어난 것으로 파악되고 있다. 윈도 시스템이 정상 종료되지 않으면서 전산망 마비가 일어났다.

KT, 네이버 클라우드 등 주요통신사업자 26곳은 이번 IT 대란의 영향을 받지 않은 것으로 전해진다. 하지만 지난 2022년 SK C&C 판교 클라우드 데이터센터 화재 사건에서 카카오 서비스가 중단된 것처럼 주요통신사업자 또한 언제든 피해를 입을 수 있다.

● 소프트웨어 상호작용 심화…피해 규모 점점 커질 것

이번 IT 대란은 온라인에 대한 높은 의존도가 한 국가를 넘어 전 세계적으로 통신 마비를 일으키고 혼란을 일으킬 수 있다는 점을 보여줬다. 앞으로 이와 유사한 사고가 더욱 큰 규모로 발생할 수 있다.

강동호 한국전자통신연구원(ETRI) 사이버보안연구본부 차세대시스템보안연구실 실장은 “오늘날 소프트웨어는 오픈소스, 외부소프트웨어 등 상호의존성이 심화됨에 따라 점점 더 복잡해지고 있다”며 “다양한 소프트웨어가 서로 상호작용하면서 예기치 않은 충돌이나 버그가 발생할 가능성이 높다”고 말했다.

이어 “특히 보안 패치나 업데이트는 시스템 핵심 기능에 영향을 미칠 수 있기 때문에 충돌 위험이 늘 존재한다”며 “피해 규모는 점점 증가할 것으로 예상된다”고 덧붙였다.

소프트웨어 충돌 위험은 물론 사이버 공격, 프라이버시 침해 등의 위험도 존재한다. 강 실장은 “기업 대상 데이터 유출, 랜섬웨어 공격 증가, 국가 기반 시설에 대한 공급망 보안 위협, 클라우드 서비스에 대한 공격 등 사이버 위협이 예상된다”며 “또 AI 의존성 증가 및 과도한 권한 부여에 대한 대응 능력 부재, 의사결정의 편향성으로 인한 문제가 확대될 것으로 보인다”고 설명했다.

● 美 보안 강화 행정명령 시행…국내도 실효성 있는 지침 필요

디지털 기술과 인터넷의 영향으로 세계가 긴밀히 연결되는 초연결·초지능 사회에서는 사이버 보안 위협이 확대되고 기술적 장애, 프라이버시 침해 등의 문제가 발생할 것으로 예상되는 만큼 향후 또 다시 발생할 IT 대란에 미리 대비해야 한다는 목소리가 커지고 있다.

2020년 미국 정부는 러시아 해커 조직이 소프트웨어 개발사인 솔라윈즈 네트워크에 침입해 고객사 1만8000여곳에 제공하는 소프트웨어에 백도어를 심었다는 사실을 발견했다. 이 사건으로 미국 법무부, 국방성, 국토안보부, 재무부 등 연방 정부 기관 최소 9곳과 MS, 맨디언트, 인텔, 시스코, 팔로 알토 네트워크스 등 빅테크 기업이 피해를 입었다.

조 바이든 당시 미국 대통령은 정보시스템 보안을 강화하는 ‘행정명령 14028’을 시행했다. 연방 정부의 사이버 보안을 강화하고 소프트웨어 공급망 보안을 개선해 정부의 정보시스템을 보호한다는 목표다.

국내에서도 이처럼 실질적 효과를 낼 수 있는 조치가 필요하다는 게 전문가 설명이다. 강 실장은 “한국 정부도 공급망 보안 가이드라인을 제시하고 있지만 실효성 있는 규제 지침으로 확대하는 노력이 필요하다”고 말했다.

이어 “기업 차원에서는 보안 운영 센터(SOC)를 구축해 실시간으로 보안 패치와 관련된 문제를 모니터링해야 한다”며 “정기적인 보안 점검을 통해 패치 적용 상태와 호환성을 확인하고 장애에 신속한 복구 조치 등을 취할 수 있는 보안 관리 체계를 시급히 구축해야 할 것”이라고 설명했다.

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인간은 다 하나하나가 고유한 존재이지만 알고 보면 아무도 ‘특별’하지는 않다는 사실, 누가 더 잘났고 못났다는 둥 지금은 모두가 우러러 보는 기준들도 절대적이지 않고 시간과 장소에 따라 얼마든지 변화하기 때문이라는 것, 우리가 지금은 절대적으로 아름답다고 여기는 모든 것들 또한 다 언젠가는 빛을 바랄 것이라는 사실들이 두렵게 느껴졌던 때가 있다.

절대적으로 좋은 것이 정해져 있고 영원하다면 그것을 추구하는 한 손 쉽게 ‘정답’인 인생을 살 수 있다고 생각했기 때문이었다.

하지만 실제로는 누구도 완벽하지 않고 어떤 인생도 처음부터 끝까지 아름답기만 하지는 않다는 것, 왕년에 잘 나갔던 사람도 결국은 탑골 공원에 앉에 아무도 듣지 않는 “라떼는~”을 노래하는 사람이 된다는 것을 깨닫고 싶지 않았다. 현실을 직면하는 순간 더 이상 ‘잘 살 방법’ 같은 건 없게 되어서 깊은 우울에 빠져버릴 거라는 두려움이 있었다.

그 때는 의외로 이런 사실들을 깨달을 때 얻는 해방감이 있다는 사실을 몰랐다. 모두가 비슷한 겁을 집어 먹고 자기 자신에게도 또 남에게도 사회에서 정한 기준에 완벽히 부합하는 삶을 살아야 하고 조금만 벗어나거나 조금만 늦게 도달하면 큰일 날 것처럼 가스라이팅을 했기 때문인 것도 같다. 나 역시 눈을 뜨고 있었지만 감고 있었다.

그래서 말이 안 되는 정답 인생을 살기 위해 모두에게 내 삶은 정답이라는 것을 증명하고 그 증거를 수집하기 위해 오래도록 노력했다. 정답에 가까워질수록 마음의 평화가 찾아오고 인정에 대한 갈망이 줄어들 것 같았지만 실제로는 정확히 그 반대였다.

정답에 집착할수록 오답이 수두룩한 내 인생, 이미 고치기에는 늦어버린 내가 더 뚜렷하게 다가왔고 결국 나를 가급적 숨기고 (가짜로) 완벽한 내 모습을 꾸며내기에 바빴다. 하지만 계속 거짓말을 하고 있을 뿐이라는 죄책감과 불편함이 마음 속 한 가득이었다. 노력해서 많은 조건들을 갖춰 갈수록 불안과 인정 욕구는 심해지기만 했다.

이 때의 나는 내가 마치 어떤 물체, 예를 들어 상자처럼 뚜렷한 형태가 있어서 여기에 꽃도 달고 예쁜 색의 포장지를 붙이면 더 나은 내가 될 거라고 생각했던 것 같다. 그래서 일적으로 성취를 해도 문화 생활을 하거나 취미 생활을 해도 이것들이 훈장처럼 나의 외벽에 덕지덕지 붙어서 나를 괜찮은 상자로 만들어 줄 것이라고 생각했다.

하지만 언젠가부터 내가 고체라고 생각했던 나는 그냥 내가 내 머리 속에서 만든 ‘나의 이미지’일 뿐 진짜 내가 아님을 알게 되었다. 나는 정해진 생김새가 있고 겉으로 보여지는 객체가 아니라 내 눈 앞에서 일어난는 일들을 경험할 수 있는 내 경험의 주체임을 알게 되었다.

나는 아무 것도 아닌 동시에 모든 것임을 알게 되었다. 나는 잔뜩 꾸밀 수 있는 외벽 같은 존재가 아니라 실체가 없는 것, 경험과 의식의 흐름임을, 그래서 굳이 따지자면 우주 먼지 같은 존재이지만 그와 동시에 나는 내가 하는 모든 것, 모든 경험임을 알게 되었다.

나는 정해진 무엇이기보다는 흘러가는 물이고 물 자체이기 보다 물의 ‘여정’, ‘물의 경험, ‘지금까지 만나왔던 땅과 이루어 왔던 물줄기, 또 앞으로 이룰 물줄기와 흘러감’임을 알게 되었다. 결과적으로 나는 우주 먼지인 동시에 하나의 우주인 것이다. 이를 알고 나니 사람들에게 잘 보이는 것, 증명해 내는 것 등이 이전처럼 중요하게 느껴지지 않는다.

‘자아’에 대한 현대 심리학적 탐구를 처음으로 시작한 심리학자 윌리엄 제임스는 자아의 구성 요소에 있어 객체로서의 나(me)와 주체로서의 나(I)를 구분했다. 예전에는 이러한 개념이 크게 와닿지 않았는데 시간이 갈수록 ‘아하’를 외치는 나를 보곤 한다. 내가 나를 객체로 취급하기보다 주체로 알고 그렇게 살아야 진짜 내가 될 수 있다는 게 아닐까.

비대한 자아에 대비해서 ‘작은 자아’에 대한 연구들도 있고 자기 자신을 1인칭으로 바라보느냐 또는 3인칭으로 바라보느냐에 관한 연구들도 있지만 고체이기보다 액체 같고 정해져 있기보다 흘러가는 자아에 대한 연구들도 필요할 것 같다는 생각이 든다.

※필자소개
박진영. 《나, 지금 이대로 괜찮은 사람》, 《나를 사랑하지 않는 나에게》를 썼다. 삶에 도움이 되는 심리학 연구를 알기 쉽고 공감 가도록 풀어낸 책을 통해 독자와 꾸준히 소통하고 있다. 온라인에서 ‘지뇽뇽’이라는 필명으로 활동하고 있다. 현재 미국 듀크대에서 사회심리학 박사 과정을 밟고 있다

남성성을 위협받는다고 생각되는 경우 사춘기 소년들은 공격성이 강해지는 것으로 나타났다. 픽사베이 제공아이들이 사춘기에 접어들면 신체적 변화뿐만 아니라 성격도 변하면서 예민해지거나 민감해지는 경우가 많다. 난폭해지거나 까탈스러워지는 경우도 적지 않다. 특히 남자아이들은 분노와 불만으로 가득 찬 성격으로 변하는 경우도 흔히 볼 수 있다. 부모들은 사춘기에 아이들의 성격이 변화하는 것은 잘 알고 있지만, 그런 변화를 지켜보고 있자니 속이 터질 지경이다. 사실 과학계에서도 사춘기 청소년들의 성격 변화에 대해서는 명확한 설명을 내놓지 못하고 있다.

미국 듀크대, 뉴욕대 공동 연구팀은 사춘기 소년들은 남성성을 위협받는다고 느낄 때 공격적인 행동을 보인다고 17일 밝혔다. 특히, 평소 고정된 성별 규범이 강한 환경에서 자란 소년일수록 이런 경향은 더 큰 것으로 나타났다. 이번 연구 결과는 뇌과학 및 심리학 분야 국제 학술지 ‘발달 과학’ 7월 16일 자에 실렸다.

연구팀은 남자 청소년의 성별 전형성에 대한 위협이 행동에 어떤 영향을 미치는지 주목했다. 연구팀은 미국 내 거주하는 남자 청소년 200명 이상과 그 부모들을 대상으로 인터뷰와 설문조사를 했다. 설문조사에서 남자아이들이 남자다움에 대한 동기가 내적으로 유발됐는지, 다른 사람들의 인정이나 비난을 피하려는 욕구로 유발됐는지 살폈다. 남성성, 여성성 특성을 보이는 질문을 던져 어떤 답을 보이는지 점수를 매겼다. 또, 단어 채우기를 통해 얼마나 공격성을 보이는지 측정했다. 부모들에게는 성별 전형성에 대한 압박과 같은 환경적 요인과 성별에 관련된 신념을 질문했다.

그 결과, 청소년 후반에 접어든 남자 아이들은 자기가 생각하는 성별 전형성에 대한 위협을 인지했을 때 공격적으로 반응하는 것이 관찰됐다. 그러나, 이런 특성은 사춘기 이전에는 나타나지 않았다. 공격성은 사회적 기대 같은 외부 압박으로 인해 ‘남자는 이래야 해’와 같은 성별 전형성을 유지하려는 동기가 강한 소년들 사이에서 더 높았다. 여기에 부모가 남성의 지위와 권력에 관한 고정관념이 강한 경우, 사춘기 남자아이들의 공격성은 더 강한 것으로 조사됐다.

애덤 스태날랜드 뉴욕대 박사(사회·발달 심리학)는 “이번 연구에 따르면 전반적으로 남성성에 압박받는 경우 남성들이 가장 공격적인 반응을 보이며, 특히 남자 청소년들은 더 강한 반응을 보인다”라고 말했다. 스태날랜드 박사는 “부모나 또래로부터 전형적인 남성성을 강조 받는 경우 공격성이나 폭력성이 강해질 수 있는 만큼 청소년 지도에 이 부분을 주의할 필요가 있다”라고 덧붙였다.

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사람들이 자신과 다른 사람을 부정적으로 바라보는 데에는 자신이 가지지 않은 특성을 ‘나쁘다’고 보는 것이 한 몫 할지도 모르겠다.

앤디 바네쉬 뉴질랜드 캔터베리대의 연구자는 사람들에게 성격 테스트를 하게 하고 그 결과 당신은 ‘이상주의자’ 또는 이상주의자이기보다는 ‘의지가 강한 사람’이라는 피드백을 주었다. 그러자 이상주의자라는 평가를 받은 사람은 이상주의자인 것이 더 중요하다고 평가한 반면 자신이 의지가 강한 사람이라는 피드백을 들은 사람은 이상주의보다 강한 의지를 가지고 있는 것이 더 중요하다는 평가를 내렸다.

하지만 여기에는 한 가지 비밀이 숨어 있었는데 바로 이 성격 테스트는 가짜였다는 것이다. 실제 성격과 상관 없이 랜덤하게 이상주의자라거나 의지가 강한 사람이라는 평가를 주었을 때 사람들은 이게 실제 자신의 특성인지 아닌지와 상관 없이 자신의 것이라고 들은 특징이 더 중요하고 귀하다고 반응한 것이다.

여기서 한 가지 포인트는 사람들은 생각보다 자신의 성격에 대해 잘 알지 못한다는 점이다. 예를 들어 바넘이펙트라고 불리는 사람들에게 어떤 성격특성들에 대해 설명해 주었을 때 마치 다 자신의 특성인 것처럼 “맞아 맞아. 정말 그래” 라고 반응하는 현상이 존재한다.

예를 들어 외향적이라고 해서 365일 내내 사람과 같이 있고 싶어하는 사람은 없고 내향적이라고 해서 매일 혼자이고 싶은 것은 아니다. 다들 외향적이면서 혼자 있고 싶은 시간도 있고 반대로 혼자 있고 싶으면서 타인과 부대끼고 싶은 순간이 오는 법이다. 따라서 어떤 특징이든 대충 그 반대 되는 것과 섞으면 모든 사람들에게 “그거 완전 나야”라는 반응을 듣게 된다.

이런 점에서 사람들에게 어떤 일반적인 특성을 자신의 고유한 특성처럼 생각하게 만드는 것은 어렵지 않다. 이렇게 어떤 특성을 자신의 특성이라고 받아들이게 하면 그것이 더 좋고 올바르다고 생각하는 현상이 나타나기 때문에 이러한 편향을 발생시키기 위해 당신은 어떠한 사람이라고 하는 메시지를 우리는 쉴 새 없이 받는다.

미디어에서, 다양한 상품 광고에서, 정치적인 메시지에서 당신은 우리와 같이 ○○한 사람이라는 메시지를 계속해서 던진다. 이런 메시지들이 때로는 내가 진짜로 원한 적 없는 삶을 내가 원한 것처럼 착각하게 만들기도 한다. 다들 어떤 삶의 모습이 좋다고 해서 그렇게 살았는데 실은 하나도 좋지 않다든가, 열심히 살았지만 어딘가 비어 있는 것 같은 느낌을 받기도 한다.

나 자신에 대해 이렇게 저렇게 생각하게 만드는 다양한 영향력이 넘치는 세상을 살아가고 있기에 더욱더 내가 생각하는 내가 진짜 나인지 혹은 그렇게 착각하고 그게 옳은 거라고 생각하게 된 것은 아닌지 따져 봐야 할 것 같다. 내가 나라고 생각했던 모든 것들이 다 착각일지도 모른다.

Vonasch, A. J., & Tookey, B. A. (2024). Self-serving bias in moral character evaluations. Journal of Experimental Social Psychology, 112, 104580. https://doi.org/10.1016/j.jesp.2023.104580

※필자소개
박진영. 《나, 지금 이대로 괜찮은 사람》, 《나를 사랑하지 않는 나에게》를 썼다. 삶에 도움이 되는 심리학 연구를 알기 쉽고 공감 가도록 풀어낸 책을 통해 독자와 꾸준히 소통하고 있다. 온라인에서 ‘지뇽뇽’이라는 필명으로 활동하고 있다. 현재 미국 듀크대에서 사회심리학 박사 과정을 밟고 있다

프랑스 프레베생에 위치한 CERN 904동에서 다국적 학생들이 CMS 검출기 제작에 참여하고 있다. 제네바=문세영 기자.

초여름에 접어든 6월 스위스 국경에서 프랑스 방면으로 20분 가량 차를 타고 가니 세시라는 프랑스 마을이 눈에 들어왔다. 지하 100m 아래 둘레가 27km에 달해 ‘세상에서 가장 큰 실험실’로 불리는 유럽핵입자물리연구소(CERN)의 거대강입자가속기(LHC)가 설치된 지역이다. 국경을 넘기 위해 출발한 제네바 CERN 본부 아래에도 가속기가 있으니 그 규모를 실감할 수 있었다.

LHC는 입자를 빛에 가까운 속도로 가속시켜 충돌을 일으켜 새로운 입자를 만들어내거나 충돌 시 발생하는 물리 현상을 탐구한다. 입자 간 충돌을 일으키려면 매우 높은 에너지가 필요하기 때문에 고에너지를 얻기 위한 긴 가속 경로가 필요하다.

CERN은 올 가을 70주년을 맞는다. 1954년 설립 후 CERN에서 진행된 연구는 신의 입자로 불리는 ‘힉스’ 발견 등 3건의 노벨 물리학상으로 이어졌다. ‘월드 와이드 웹’ 시대를 연 공학 기술도 탄생했고 국제 협업 연구의 대표적인 모범사례로 불리기도 한다. 힉스 입자 발견에 중추 역할을 한 LHC는 내년까지 운영된 뒤 3년간 작동을 멈춘다. 이 기간 LHC 업그레이드를 거쳐 2040년대까지 운영된다. 이후 둘레가 91km에 달하는 차세대 입자가속기인 ‘미래원형가속기(FCC)’가 건설된다.

● LHC에서 FCC로…표준모형 넘어서기 도전

“FCC 규모는 LHC의 3배, 최대 출력은 7배에 달합니다. 물리학자들은 FCC가 표준모형을 넘어선 새로운 물리학의 지평을 열어줄 발견을 할 것으로 기대하고 있습니다.”

지난달 11일 스위스 제네바 현지에서 만난 쟌 프란체스코 쥬디체 연구원은 FCC 건설의 의미를 이같이 설명했다. 그는 31년간 CERN 이론물리학부에 몸담으며 가속기 건설에 참여했다. LHC는 현재 최고 13.6테라전자볼트(TeV)에 달하는 충돌 에너지를 낼 수 있다. TeV는 빛의 속도에 가깝게 가속되는 입자의 질량 단위다. 에너지가 높을수록 더 무거운 입자를 만들 수 있다. 업그레이드되는 FCC는 100TeV의 충돌 에너지를 낸다. 표준모형이 설명하지 못하는 물리 현상의 발견으로 이어질 수 있을 것으로 보고 있다.

현재 우주의 물질과 상호작용을 가장 잘 설명하는 이론은 표준모형이다. 표준모형은 우주가 17개의 근본 입자로 이뤄졌다는 이론으로 2012년 LHC에서 힉스 입자가 발견되면서 17개 입자가 모두 발견됐다. 하지만 표준모형은 기본 입자 중 하나인 중성미자에 질량이 있는 이유를 설명하지 못하며 우주 전체의 96%를 차지하는 암흑물질과 암흑에너지도 설명할 수 없다. FCC는 표준모형을 넘어서는 현상을 설명하려는 ‘초대칭 이론’ 등에서 예견하는 새로운 입자나 차원 등에 대한 이해를 높일 수 있다.

계획대로라면 2040년대 중반에는 상대적으로 가벼운 전자와 양전자를 충돌시키는 ‘FCC-ee’가 가동되고 2070년에는 무거운 중입자(하드론)를 가속하는 ‘FCC-hh’로 넘어간다. FCC-ee를 짓는 데만 150억 스위스프랑(약 23조원)의 예산이 투입된다. 막대한 비용이 들어감에도 FCC를 건설하는 이유는 힉스와 표준모형을 넘어선 ‘물리학의 미래’가 발견될 것이란 믿음 때문이다.

6월 24~28일 스위스 제네바 CERN에서 CMS 검출기 업그레이드 등을 논의하는 ‘CMS week‘ 회의가 열리고 있다. 제네바=문세영 기자.

● FCC 건설 전, LHC 업그레이드…한국 참여도 높아

FCC로 넘어가기 전에는 고광도-LHC 프로젝트가 시행된다. 2026년부터 3년간 LHC 성능을 높여 힉스 입자와 같은 중요한 물리적 발견을 하겠다는 목표다. LHC에 있는 4개의 검출기에 대한 업그레이드도 이뤄진다. 한국은 2007년 ‘한-CERN 협력사업’을 통해 ALICE 검출기와 CMS 검출기 제작 및 연구에 참여 중이다.

ALICE는 빅뱅 직후를 재현하는 검출기다. 원시 우주에서 어떻게 오늘날과 같은 물질들이 생겼는지 탐구한다. 한국 ALICE팀인 ‘KoALICE’는 업그레이드 기간 ALICE 내부 추적 시스템(ITS)을 만든다. 전면 실리콘 반도체로 교체하기 때문에 반도체 강국인 한국의 활약이 기대된다. 실리콘 판인 웨이퍼를 종이처럼 말아 넣는 작업이 전 세계 최초로 시도된다. ALICE 업그레이드 코디네이터인 안드레아 다이네세는 “원통형 웨이퍼를 집어넣는 작업은 매우 도전적이면서 선구적인 기술”이라고 말했다.

한국 연구자들이 참여하는 또 다른 검출기인 CMS는 힉스 입자 발견 시 중요한 역할을 했다. 힉스 입자는 생성 직후 붕괴되는데 CMS는 힉스가 남긴 생성물을 추적해 힉스 존재를 증명했다.

한국 CMS팀인 ‘KCMS’는 업그레이드 기간 CMS 검출기의 가장 큰 부피를 차지하는 뮤온 검출기 중 GEM과 MTD 제작 등에 참여한다. GEM은 다공성 구조를 가진 얇은 금속 포일을 활용해 정밀한 입자 궤적을 추적하고 MTD는 매우 짧은 시간 간격으로 일어나는 충돌 사건을 구분할 수 있는 ‘시간 분해능’이 뛰어나다. CMS 업그레이드 코디네이터인 프랑크 하르트만은 “GEM은 기존 킬로헤르츠(kHz)보다 1000배 높은 주파수인 메가헤르츠(MHz) 범위로 충돌을 감지하고 MTD는 1조분의 1초인 피코초 단위로 입자 이동 시간을 식별하는 새로운 기능을 갖고 있어 지금까지 보지 못했던 물리 현상을 감지할 수 있을 것”이라고 말했다.

CERN 해외 연구자들은 한국이 CERN 연구에 혁혁한 공헌을 해왔다고 밝혔다. (왼쪽 위부터 시계방향으로) 프랑크 하르트만, 펠릭스 라이트, 고티에 하멜 드 몬슈노, 이매뉴엘 체스멜리스, 안드레아 다이네세. 제네바=문세영 기자.

● 한국 공헌도 높지만, 비회원국 한계 명확

CERN에서 만난 해외 연구자들은 한국이 ALICE 및 CMS 제작과 연구에 큰 역할을 해왔으며 업그레이드에서도 중요한 역할을 할 것이라고 입을 모았다.

CERN에서 국제 관계를 담당하는 이매뉴얼 체스멜리스 영국 옥스퍼드대 물리학과 교수는 “한국은 준회원국인 인도나 브라질보다 더 많은 연구에 참여한다”며 “ALICE, CMS, 이론물리학, 그리드 컴퓨팅 등 다양한 측면에서 기여도가 높다”고 말했다.

한국은 CERN 비회원국으로 현재 데이터 사용 ‘유저’로 분류돼 있다. CERN 연구에 대한 공헌도는 높지만 의사 결정을 내릴 권한이 없고 회원국과의 논쟁에서 밀리는 경우도 많다. 비회원국으로서의 한계가 있는 셈이다.

CERN 현지 전문가들은 한국이 CERN의 대대적인 업그레이드를 앞두고 준회원국이 되면 얻을 수 있는 이점이 있다고 말했다. 체스멜리스 교수는 “한국 기업들은 가속기 건설 참여 계약을 입찰할 수 있고 한국 국적자는 과학자, 인사직 등으로 CERN에 입사할 수 있다”고 말했다. 학생들과 젊은 과학자들은 글로벌 과학 인재로 성장하는 기회를 얻는다. 한국이 과학기술 분야에서 ‘패스트 팔로우’를 넘어 ‘퍼스트 무버’로서의 지위를 가지려면 과학자들이 도약할 수 있는 발판이 필요하다는 게 전문가들의 분석이다. 김태정 한양대 물리학과 교수는 “일반 유저인 한국은 의사 결정 과정에서 한국에 유리할만한 결정이 일어나게 할 수도, 일어나고 있는지에 대해서도 확인할 수 없고 발언할 기회도 없다”며 “”준회원국이 되면 연구자들의 발언 및 연구 참여 기회가 넓어지고 정상급 연구소에 납품하는 실력을 갖는 한국 기업들이 생기는 등 다음 단계로의 새로운 기회들이 많이 열릴 것”이라고 말했다.

프랑스 생제니푸이에 위치한 LHC P2동 전경. 이곳에는 ALICE 검출기가 위치한다. 제네바=문세영 기자.

우주의 반지처럼 보이는 퀘이사 RX J1131-1231. 사진= ESA/Webb, NASA & CSA, A. Nierenberg심연의 우주 속에서 보석을 달고 밝게 빛나는 반지를 연상시키는 천체의 모습이 포착됐다. 최근 유럽우주국(ESA)은 제임스 웹 우주망원경이 포착한 퀘이사 ‘RX J1131-1231’의 이미지를 공개했다.

지구에서 약 60억 광년 떨어진 곳에 위치한 RX J1131-1231는 우주에서 가장 밝을 빛을 내는 천체인 ‘퀘이사’(Quasar)다. ‘준항성상 천체’(quasi stellar object)를 뜻하는 퀘이사는 수십억 광년 떨어져 있는데도 별처럼 밝게 빛난다고 해서 이같은 이름이 붙었는데, 오래 전부터 먼 초기 우주를 연구하는 과학자들의 관심을 끌어왔다. 특히 퀘이사를 이렇게 밝게 빛나게 하는 것은 중심부에 위치한 초대질량 블랙홀(Supermassive blackhole)로 주위의 가스와 먼지 등 물질을 게걸스럽게 빨아들여 소화시키며 높은 양의 에너지를 빛으로 내뿜는다.

과거 NASA 찬드라 X선 관측소와 허블우주망원경이 촬영한 퀘이사 RX J1131-1231. 사진= X-ray: NASA/CXC/Univ of Michigan/R.C.Reis et al; Optical: NASA/STScI해당 사진을 보면 마치 우주에 다이아몬드가 박힌 반지처럼 보이지만, 사실 이는 중력렌즈로 인해 왜곡된 이미지다. 반지처럼 보이는 중앙에는 타원은하가 자리잡고 있으며, 퀘이사는 3개의 보석으로 보이지만 사실 중력렌즈 현상으로 복제된 것이다. 이를 이해하기 위해서는 아인슈타인이 100여 년 전 일반 상대성이론에서 예언한 중력 렌즈 현상을 이해해야 한다. 아인슈타인은 강한 중력은 빛도 휘게 해서 렌즈역할을 할 수 있다고 예언했다. 이 중력렌즈는 사물을 확대하는 점에서는 돋보기와 유사해 아주 멀리 떨어진 은하를 본래보다 밝게 보이게 하지만 초점이 없기 때문에 빛의 고리를 만들어내는등 상을 왜곡시키기도 한다.

중력렌즈는 곧 ‘우주의 돋보기’로, 이 역할을 해주는 것이 수많은 은하들이 모인 은하단이다. 이 은하단은 주위의 시공간을 왜곡시켜 이같은 중력렌즈 현상을 만들어내 더 멀리 뒤쪽에 떨어진 은하의 모습을 보여준다.

ESA 측은 “은하와 같은 거대 천체가 더 먼 곳의 빛을 휘게 할 때 발생하는 중력렌즈 효과를 통해 천문학자들은 먼 퀘이사의 블랙홀 부분과 가까운 영역을 연구할 수 있다”면서 “퀘이사에서 나오는 X선 방출을 측정하면 중앙의 블랙홀이 얼마나 빨리 회전하는지 알 수 있으며 이는 향후 블랙홀이 어떻게 성장하는지에 대한 단서를 제공한다”고 설명했다.

관측이 불가능했던 얼음과 물 사이 경계를 직접 관찰한 연구 결과가 나왔다. Olga Chetvergova/게티이미지뱅크 제공.

스케이트 날이 얼음 표면을 지나는 순간 얼음은 액체 상태의 물이 된다. 얼음과 액체 간 전환은 순식간에 일어나기 때문에 얼음과 물 사이의 경계면을 직접 관찰하는 것은 그동안 불가능했다. 일본 연구팀이 새로운 아이디어를 내 처음으로 얼음과 액체 사이의 경계를 확인했다.

오니시 히로시 일본 고베대 화학과 교수 연구팀은 얼음과 액체 사이 경계면에서 얼음 모양을 직접 관찰한 결과를 9일 국제학술지 ‘화학 물리학’에 발표했다.

얼음 표면에는 얇은 물층이 쉽게 형성된다. 얼음과 물층 사이의 상호작용을 이해하려면 경계면 관측이 필요하다. 연구팀은 경계면 관측을 위해 경계면의 운동성을 최소화할 수 있는 조건을 만들었다. 0℃보다 차가운 부동액에 얼음을 담가 관측한 것이다. 부동액은 액체의 어는점을 낮추기 위해 첨가하는 액체로 0℃에서도 액체 상태를 유지한다.

연구팀은 얼음과 액체 사이의 경계면을 관찰하기 위해 현미경 냉각했다. 오니시 교수는 “부동액에서는 얼음이 녹지 않고 얼음과 액체 사이의 경계면이 큰 움직임을 보이지 않기 때문에 관찰할 수 있는 조건이 형성된다”며 “다양한 시행착오를 거쳐 현미경 시스템 또한 냉각해야 한다는 점을 알게 됐다”고 설명했다. 원자현미경이 영하의 온도에서 안정적으로 작동할 수 있는 기술도 더했다.

이를 통해 연구팀은 액체와의 경계면이 형성되지 않은 얼음과 경계면이 형성된 얼음을 각각 관찰했다. 주변에 액체가 없는 얼음은 약 20나노미터(nm) 높이의 ‘서리 기둥’이 특징적으로 나타났고 부동액에 담가 액체와 경계면이 생긴 얼음은 평평한 형태를 보였으며 간혹 분자 하나 높이의 층이 형성됐다.

연구팀은 “부동액 속 얼음의 평평한 표면은 부동액으로 인한 얼음 표면의 부분적인 용해와 재결정화에 의해 형성되는 것으로 보인다”고 설명했다.

연구팀은 부동액 종류에 따라 얼음 표면이 각기 다르게 보인다는 점도 관찰했다. 얼음과 액체 사이의 경계면은 직접 관측 과정이 중요하다는 설명이다. 오니시 교수는 “다음 연구에서는 더욱 높은 해상도로 관측할 수 있도록 원자현미경 이외의 측정 방법을 사용할 수 있길 기대한다”며 후속 연구에 대한 목표도 제시했다.

<참고 자료>
doi.org/10.1063/5.0211501