가속기가 멈춘 날 올라온 3분 연대기 — CERN 영상 속 날짜와 숫자를 맞춰봤다

Milestones & History of the LHC · CERN

시작점으로 1984년 3월을 짚는데, 승인은 거기서 10년이 더 걸렸다

영상은 인터뷰 한 토막으로 시작한다. LHC 프로젝트의 출발점은 1984년 3월에 열린 긴 워크숍이었다는 말이다. 그 회의는 CERN과 유럽미래가속기위원회가 스위스 로잔에서 3월 21일부터 27일까지 함께 연 자리였고, 제목이 그대로 'LEP 터널 안의 대형 강입자 충돌기'였다. 제목에 결론이 다 들어 있다. 새 터널을 파자는 얘기가 아니라, 그때 막 파기로 한 터널을 한 번 더 쓰자는 얘기였다.

바로 뒤에는 낡은 화면에서 누군가 이사회의 결정을 기다린다고 말한다. 프로젝트를 밀어줄지, 어떤 조건을 달지 정하는 건 이사회 몫이라는 대목이다. 그 결정이 실제로 나온 날은 1994년 12월 16일이다. 로잔에서 이름이 붙고 열 해가 지나서였다.

승인 조건도 헐겁지 않았다. 예산을 늘리지 않고 두 단계로 나눠 짓는다는 단서가 붙었다. 거기서 다시 14년이 지나 첫 빔이 돌았으니, 구상이 나온 해와 기계가 움직인 해 사이가 스물네 해다.

그래서 '킥오프'라는 말은 조금 걸러 들어야 한다. 1984년은 구상이 이름을 얻은 해지 사업이 굴러가기 시작한 해가 아니다. 그사이에 1985년 장기계획위원회가 유럽에 1 TeV급 기계가 필요하다고 결론 내린 단계가 하나 더 끼어 있다.

1984년은 구상이 이름을 얻은 해다. 사업으로 확정된 날은 1994년 12월 16일이다.

27km라고 말하지만 실제 둘레는 26,659m다

40초쯤에 나오는 인터뷰가 이 기계의 내력을 한 문장으로 요약한다. 27km짜리 터널을 뚫어 전자와 양전자를 부딪히는 LEP를 넣고, 언젠가는 거기에 양성자 충돌기를 넣어 훨씬 높은 에너지로 갈 수도 있다는 말이다. 지금의 LHC가 그 '언젠가'다.

터널은 1985년 2월에 굴착기 세 대가 들어가 3년 만에 뚫렸다. LEP는 1989년 7월 14일에 첫 빔을 돌렸고 2000년 11월 2일에 문을 닫았다. 기계만 걷어내고 자리는 그대로 물려준 셈이다.

27km는 말하기 편한 숫자다. 공식 수치는 26,659m다. 그 안에 길이 15m짜리 쌍극 전자석 1232개가 줄지어 빔을 휘게 하고, 자석은 영하 271.3도에서 버틴다. 우주 공간보다 차갑다는 비교가 과장이 아니다.

터널을 물려받아 아낀 건 돈만이 아니다. 부지도, 지질 조사도, 지상 시설도 이미 있었다. 1984년 회의 제목이 왜 그렇게 붙었는지는 이 대목에서 분명해진다.

그 인터뷰에서 '언젠가'라고 말한 양성자 충돌기가 지금의 LHC다.

'열흘 뒤 사고'라고 하는데 달력으로는 9일이다

1분 29초에 박수와 환호가 터진다. 첫 양성자 빔이 들어가는 장면이다. 날짜는 2008년 9월 10일, 시각은 오전 10시 28분이다.

곧바로 내레이션이 '열흘 뒤'라며 사고를 설명한다. 실제 날짜는 9월 19일이니 달력으로는 9일째다. 큰 차이는 아니지만, 이 기계가 첫 빔을 넣고 열흘을 못 채웠다는 사실이 그 반올림 안에 가려진다.

사고는 빔을 넣지 않은 상태에서 났다. 여덟 구역 중 3-4구역을 5 TeV 운전에 맞춰 자석 전류를 올리던 중이었고, 자석과 자석을 잇는 전기 접속부가 큰 전류를 못 버티고 녹았다. 초전도 상태가 깨지면서 헬륨이 터널로 쏟아졌다.

그 구역에서 자석 53개를 꺼냈다. 손상이 적은 16개는 손봐서 도로 넣었고 나머지 37개는 예비품으로 갈아 끼웠다. 다친 사람은 없었다. 빔이 다시 돈 건 2009년 11월 20일, 7 TeV 충돌은 2010년 3월 30일이다. 그 뒤로 CERN은 접속부 저항을 나노옴 단위까지 재는 방법을 갖춰 뒀다.

첫 빔에서 사고까지 9일, 다시 빔을 돌리기까지 14개월이 걸렸다.

2012년에 '2년 뒤 13 TeV'라고 했고, 실제로는 세 해가 걸렸다

2분 18초에 '우리는 발견을 했다'는 말이 나온다. 2012년 7월 4일, ATLAS와 CMS가 125~126 GeV 부근에서 새 입자를 봤다고 발표한 그날이다. 뒤이어 붙은 인터뷰는 이 입자가 보통 입자와 다르다고, 우주의 짜임새를 건드리는 일이라고 말한다.

같은 인터뷰가 다음 일정도 말한다. 올해 말까지 계속 보고 2년 뒤 13 TeV로 다시 시작하겠다는 대목이다. 에너지는 정확히 맞혔다. 시점은 밀렸다. 13 TeV로 물리 데이터를 받기 시작한 건 2015년 6월 3일이고, 그전까지 스물일곱 달을 쉬었다.

그 뒤 기록은 이렇다. 2022년 세 번째 운전에 들어가면서 13.6 TeV까지 올렸다. 실험실에서 만들어 낸 가장 높은 충돌 에너지다. 이 기간에 새로 확인된 하드론만 85종이 넘는다.

그리고 2026년 6월 29일, LHC는 마지막으로 스위치를 내렸다. 이 영상이 올라온 날짜가 바로 그날이다. 2030년까지 이어지는 세 번째 장기 정지 기간에 자석과 부품을 1.2km 길이만큼 들어내 새것으로 바꾸고 ATLAS와 CMS도 통째로 손본다. 다른 가속기들은 2028년부터 차례로 깨어나고, 광도를 최대 열 배로 끌어올린 고광도 LHC가 2030년에 빔을 받는다.

에너지는 맞혔고 날짜는 밀렸다. 13.6 TeV까지 간 기계는 2026년 6월 29일에 멈췄다.

영상에서 볼 만한 곳

영상은 끝까지 해설을 붙이지 않는다. 힉스 이야기를 하다 그대로 끝난다. 이 연대기의 다음 칸은 2030년에 채워진다.