2011년 6월 5일, 유럽입자물리학연구소(CERN)의 알파(ALPHA: Antihydrogen Laser Physics Apparatus) 연구팀에서는 반수소원자(Hㅡ: H bar)를 양산하여 1,000초(16분 40초)동안 가두어 놓을 수 있는 '반원자 덫(Anti-Atom Trap)'을 만드는 일에 성공을 거두었다. 아래의 그림은 이미 2009년도에 만든 '반원자 덫'인데 이번에 반수소원자를 장시간 가두어 놓을 수 있었던 것은 거의 절대온도에 육박한 -272.65 C 를 가능케 했기 때문이다.

▲ [사진출처: Berkeley Lab, News Center, The Real Science of Anti-Atom, May 9, 2009]
 
 위의 그림과 같은 '반원자 덫' 을 이용하여 액체 헬륨으로 냉각시킨 0.5K (kelvin) 즉, 섭씨로는 -272.65C (celsius)의 저온에서 반수소원자들을 가두어놓을 수가 있었다. 그것은 거의 절대온도 (0 kelvin = -273.15 Celsius)에 육박한 차원에서 전자기력의 영향을 받지 않는 가운데 1,000초 동안 반수소원자들은 덫(Trap)에 갇혀 있었던 것이다. 이러한 시간 동안에 입자물리학자들은 분광분석(spectroscopy analysis)의 방법을 통하여서 반원자의 속성을 알아내고 또, 중력과의 상호관계도 연구할 수가 있게 된 것이다.

 우리에게 알려진 물질로 존재하는 수소원자가 중력과 상호관계가 되어 있는 그 역방향으로 반수소원자가 작용을 한다고 하면 우리는 그 에너지를 가지고 쉽게 무중력상태를 만들 수가 있게 된다. 그러면 UFO 처럼 공중부양이 가능하고 또 모든 물체들이 무중력상태에서 이동할 수 있다. 우주개발에 있어서도 중력을 벗어나기 위하여서 막대한 연료가 필요한 로켓을 사용할 필요가 없으며, 지상에서 움직이는 자동차나 기차 등도 무게의 하중이 거의 없기 때문에 연료소모가 현격히 줄어들게 된다. 이러한 반원자의 속성과 중력과의 상호관계를 잘 연구하게 되면 산업혁명과 정보혁명 보다도 더 획기적인 사회의 혁명이 일어나게 될 것이다.

 

▲ [사진출처: Berkeley Lab, News Center, Real Science of Anti-Atom, May 9, 2009]
 
 통상적인 물질로서 존재하고 있는 수소원자의 모습은 왼쪽그림과 같다. 양극(+)의 전하를 가진 양성자와 음극(-)의 전하를 가진 전자로 구성되어 있으며 전자는 양성자의 주변을 공전한다. 그런데 반수소원자는 음극(-)의 전하를 가진 반양성자의 주변을 양극(+)의 전하를 가진 반전자 즉 양전자가 공전한다. 태초에 우주의 시작이 빅뱅(Big Bang)에서 비롯되었을 때에는 물질의 수효만큼의 반물질이 존재해 있었다. 그런데 물질과 반물질이 융합하게 되면 서로 에너지로 변환되면서 소멸(annihilation)된다. 이를 „쌍소멸(parity annihilation)“이라고 한다. 그런데 현상계에 존재하는 물질들은 자기의 짝인 반물질과 멀어지게 되면서 물질로서 존재하게 된 것이다. 그렇다면 우주 어디엔가 태초에 우주에서 생성된 물질만큼의 반물질들이 존재해 있을 것이다. 지금 우리들이 임의로 반물질들을 생성해내게 되면 반물질의 세계에 존재하는 원래의 반물질들의 행방은 또 어떻게 될 것인가? 현재 생성된 반물질들을 가지고 물질과 융합시켜서 쌍소멸을 시킴과 동시에 우리는 대량의 청량에너지를 얻을 수가 있다. 원자력이나 화석에너지와는 별개의 완벽한 청량에너지를 얻게 되는 것이다.

 지금 모든 원소의 기본이 되는 수소원자의 반물질을 생성해냈다고 하면, 앞으로는 모든 원소들의 반물질의 생성이 가능하게 될 것이다. 그러면 이 지상에서의 물리학의 법칙에 큰 변혁이 일어나게 되며 소우주에서부터 대우주에 이르기까지 모든 질서가 인간의 임의로 바뀌어질 수가 있게 될 것이다. 공상과학과도 같은 이야기이지만 우주의 에너지인 강한 핵력, 약한 핵력, 전자기력, 중력에 결정적인 영향을 미치게 되는 반물질의 에너지의 속성이 우주의 질서는 물론 지상에서의 물리학의 법칙 내지는 질서를 엄청나게 변화시킬 수가 있을 것이다. 이러한 점이 종교가들에게는 크게 우려되는 일이기도 하다.

 

▲ [스위스 제네바에 설치된 LHC 내의 반양성자 감속기(AD: Antiproton Deccelerator), 여기에서알파연구팀이 반수소원자를 생성하여 가두었다. 사진출처 위키피디어]
 
 미국 칼리포니아주의 버클리대학 교수이면서 알파팀의 연구를 진두지휘한 요엘 파잔(Joel Fajan) 박사는 "바티칸에서는 걱정할 필요가 없다."고 자신있게 말하고 있다. 양자물리학 내지는 입자물리학에서 주장하는 '등방 대칭의 시간 (CPT: Charge Parity Time)'에 의하면 물질과 반물질이 서로 조화를 이루고 있어야 한다. 그런데 그 조화가 깨어지게 되면 반물질의 에너지만을 가지고 지구의 자전속도 내지는 자전방향, 지구와 달과의 거리, 지구와 태양과의 거리 등을 변경시킬 수 있는 사건이 가능해 질 수가 있다. 이렇게 되면 인간은 더 이상 피조물이 아니라 제2의 창조주가 되는 것이나 다름이 없다. 이러한 우리의 미래가 과연 바람직한 것이겠는가 하는 문제가 지금 심각히 연구되어야 할 것이다. 즉 물질과 반물질의 융합으로 인한 새로운 에너지의 사용 그리고 반물질의 속성을 따로 이용하여 자연의 질서를 변화시키는 문제 등이 인간의 손에 맡겨질 때에 과연 인간이 창조주와 같은 차원에서 온전히 생각할 수가 있겠는가?

 인간은 피조물로서의 한계를 벗어날 수는 없을 것이다. 전지전능한 창조주처럼 한계를 넘어서서 새로운 질서를 창조해낼 능력은 부여되어 있지 않기 때문이다. E = mc2 이라는 공식을 발표한 아인슈타인은 인간은 물질을 가지고 에너지로 변환시킬 수는 있으나 반대의 방향인 에너지를 가지고 물질을 창조해낼 수는 없다고 생각하였다. 이것이 인간의 한계가 아니겠는가? 우주의 65% 를 채우고 있는 암흑에너지와 30%를 차지하고 있는 암흑의 물질들의 세계 속에 반물질과 반물질의 에너지가 숨겨져 있는지도 모른다. 피조물인 인간은 물질의 세계 즉 우주에서 4 – 5%에 해당하는 은하계 곧 우리들의 세계를 벗어날 수 없는 한계상황 속에 놓여져 있다. 이를 초월하여서 망망한 대우주에서 암흑의 물질을 손대고 암흑의 에너지를 조정할 수 있는 능력은 인간에게는 부여되어 있지 않을 것이다. 그것은 신비의 구름으로 둘러 싸여진 창조주만의 세계이기 때문이다.

 그러나 앞으로 반물질을 대량으로 생산해내고 또, 반물질의 속성과 에너지의 사용을 극대화 한다고 하는 것은 심히 우려되는 일이 아닐 수 없다. 그러나 인간세계에서 반드시 필요한 경우와 고쳐야 할 부분만을 위한다고 하면 무슨 위험이 있겠는가? 요엘 파잔박사의 "바티칸이 걱정할 문제가 아니다"라고 하는 말 속에는 인간의 한계 속에서 반물질을 연구하고 인간의 한계속에서 그 속성을 이용하는 것은 결코 위험한 일이 아님을 시사하고 있다고 이해된다. 산업혁명, 정보혁명 그리고 입자혁명... 이렇게 전개되는 인류의 문명의 개전에 있어서 이번의 '반원자의 덫'이 인간 스스로를 억제하는 그리고 인간의 한계를 더 더욱 분명하게 지켜주는 "도덕의 덫"이 되어야 할 것이다. 인간은 인간에 머물러야 할 것이다. 결코 신의 영역에 올라 스스로 신이 되겠다는 야심을 가져서는 안될 것이다.