2026년 7월, 한국새빛가속기(Korea Light Source, KLS)가 본격적인 건설에 들어갔습니다. 4 GeV 전자빔을 이용하는 4세대 원형 방사광가속기로, 앞으로 우리나라 과학기술을 뒷받침할 중요한 연구 기반이 될 것입니다. 세계적 수준의 밝기와 결맞음성을 갖는 방사광을 이용해 반도체, 이차전지, 바이오·신약, 첨단소재, 양자기술 등 다양한 분야의 연구에 기여하는 것이 우리가 그리고 있는 모습입니다.

가속기를 구축하다 보면 성능에 관한 질문을 많이 받습니다. 얼마나 밝은 빛을 만드는지, 전자빔의 에미턴스는 얼마나 작은지, 빔은 얼마나 안정적인지, 어떤 빔 라인을 구축하는지와 같은 질문입니다. 세계적 수준의 가속기를 만들기 위해서는 기술적으로 끊임없이 한계에 도전해야 하기 때문에 이 질문들은 중요합니다.

그런데 가속기를 만들면서 우리가 놓치지 말아야 할 질문이 하나 더 있습니다. “이 가속기는 누구를 위한 것인가?” 답은 결국 이용자에게 있습니다. 아무리 뛰어난 성능을 갖춘 가속기라도 그 빛을 이용해 새로운 것을 찾아내지 못한다면 시설의 가치는 충분히 드러나기 어렵습니다. 가속기를 만드는 것은 우리의 몫이지만, 그 가치를 만들어 가는 것은 결국 이용자입니다.

방사광가속기는 흔히 ‘거대한 현미경’에 비유됩니다. 눈으로 볼 수 없는 원자와 전자의 세계를 들여다볼 수 있기 때문입니다. 반도체 내부의 미세한 결함을 찾고, 배터리가 충·방전되는 동안 소재가 어떻게 변하는지 관찰할 수 있습니다. 단백질의 구조를 규명하거나 새로운 양자소재에서 전자와 스핀이 어떻게 움직이는지도 살펴볼 수 있습니다.

이러한 연구는 연구자의 질문에서 시작됩니다. 왜 이런 현상이 생기는지, 물질 안에서는 무슨 일이 일어나고 있는지, 지금까지 보지 못했던 것을 볼 수는 없는지. 이런 궁금증이 먼저 있고 방사광은 그 답을 찾아가는 도구가 됩니다.

따라서 좋은 방사광가속기를 빛의 밝기나 몇 가지 성능 수치만으로 평가하기는 어렵다고 생각합니다. 연구자가 얼마나 쉽게 접근할 수 있는지, 원하는 실험을 제대로 할 수 있는지, 좋은 데이터를 얻고 분석하는 과정이 얼마나 잘 지원되는지도 중요합니다. 무엇보다 그곳에서 어떤 연구 성과가 나오는지가 중요할 것입니다.

한국새빛가속기가 처음부터 이용자 중심의 연구시설을 지향하는 이유도 여기에 있습니다.

좋은 아이디어를 가진 연구자가 찾아왔을 때 어떤 방법으로 실험하면 좋을지 함께 고민할 수 있어야 합니다. 적합한 빔 라인과 측정 방법을 찾고, 시료 준비에서 측정, 데이터 처리와 분석까지 연구 과정이 자연스럽게 이어지도록 지원하는 체계도 필요합니다. 방사광가속기를 처음 접하는 연구자에게도 문턱이 높지 않아야 하며, 대학과 연구 기관뿐 아니라 산업체에서도 필요할 때 찾아와 활용할 수 있는 시설이 되어야 합니다.

앞으로의 방사광 연구에서는 좋은 빛을 만드는 것 못지않게 그 빛에서 얻은 데이터를 잘 활용하는 일이 중요해질 것입니다. 4세대 방사광가속기의 높은 밝기와 고성능 검출기는 이전보다 훨씬 많은 데이터를 만들어냅니다. 좋은 데이터를 얻는 것만으로 연구가 끝나는 것이 아니라, 이를 빠르게 분석하고 그 결과를 다음 실험에 어떻게 연결하느냐가 점점 중요해지고 있습니다.

인공지능과 자동화 기술도 이 과정에서 유용하게 쓰일 수 있습니다. 실험 중에 데이터를 분석하고, 그 결과를 바탕으로 다음 측정 위치나 조건을 정해 실험을 이어가는 방식입니다. 여기서 중요한 것은 인공지능 자체보다는 이러한 기술이 실제 연구에 얼마나 도움이 되느냐는 점입니다. 연구자가 장비를 다루거나 반복적인 작업에 들이는 시간을 줄이고, 자신이 풀고 싶은 과학적 문제에 더 집중할 수 있도록 하는 것이 우리가 추구해야 할 방향이라고 생각합니다.

한국새빛가속기는 아직 구축 단계에 있습니다. 하지만 좋은 연구 환경을 만드는 일은 가속기가 완성된 뒤에 시작해서는 늦습니다. 어떤 빔 라인이 필요한지, 어떤 실험 환경을 갖추어야 하는지, 데이터 분석과 연구 지원 체계를 어떻게 만들 것인지를 지금부터 고민하고 준비해야 합니다.

특히 물리학을 비롯한 여러 분야의 연구자들이 이 과정에 적극적으로 참여해 주셨으면 합니다. 새로운 연구 아이디어를 제안하고, 필요한 실험 기법을 함께 개발하고, 우리가 미처 생각하지 못했던 활용 분야도 제시해 주기를 기대합니다. 이러한 의견과 경험이 구축 과정에 반영될 때 한국새빛가속기는 실제 연구 현장의 요구에 더욱 충실한 시설로 만들어질 수 있을 것입니다.

가속기와 빔 라인을 구축하는 사람들의 역할은 좋은 무대를 준비하는 일과 비슷하다고 생각합니다. 좋은 빛을 만들고, 안정적인 빔을 제공하고, 새로운 실험을 가능하게 하는 장치를 갖추는 것이 우리가 해야 할 일입니다. 그 무대에서 어떤 새로운 발견이 이루어질지는 앞으로 이곳에서 펼쳐질 연구에 달려 있습니다.

저는 한국새빛가속기의 성공을 가속기의 성능이나 빔 라인의 숫자만으로 이야기하고 싶지는 않습니다. 이곳에서 어떤 중요한 과학적 발견이 이루어지는지, 얼마나 많은 젊은 연구자가 성장하는지, 그리고 그 연구가 우리 사회와 산업에 어떤 새로운 가능성을 열어 가는지가 결국 한국새빛가속기의 가치를 보여줄 것이라고 생각합니다.

우리는 지금 좋은 빛을 만들기 위해 가속기를 건설하고 있습니다. 이 빛이 새로운 발견으로 이어지고, 그 발견이 또 다른 연구의 출발점이 되기를 바랍니다. 한국새빛가속기가 앞으로 우리나라 과학기술의 새로운 가능성을 열어 가는 연구의 터전으로 자리 잡기를 기대합니다.

*이 글은 한국물리학회에서 발간하는 웹진 ‘물리학과 첨단기술’로부터 제공받았습니다. 

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