The Center for Exotic Nuclear Studies (CENS) at the Institute for Basic Science was founded in order to answer fundamental questions in astrophysics and nuclear physics, through investigations of radioactive atomic nuclei not found in nature.
The origin of chemical elements heavier than iron, such as gold, lead and uranium in the observed universe, is a key topic in nuclear astrophysics. Several theories of nucleosynthesis have been proposed in order to explain their production mechanism, and one of them is the rapid neutron capture process (r-process) in explosive stellar events such as supernovae or neutron star mergers. A more comprehensive understanding of the unstable nuclei involved in these processes is required in order to evaluate each nucleosynthesis model and compare their predictions to the observed elemental abundance ratios in astronomy.
On the other hand, rare unstable nuclei with disproportionate ratios of neutrons and protons can feature many interesting structure and reaction phenomena that can be sensitive probes of fundamental interactions of elementary particles. The search for a unified theory to explain the structure and reactions of all nuclides has continued for nearly 100 years. Approximately 3000 can be studied worldwide with the current available technology dedicated for rare isotope production, even though about 7000 are predicted to exist. New facilities are being built across the globe in order to experimentally access more exotic nuclei, including RAON in Korea. These are both exciting and competitive times.
The aim of CENS is to be an internationally renowned research group in rare isotope physics, by carrying out novel and innovative experiments with radioactive isotope beams and developing robust theories towards answers to the most pressing questions in nuclear structure and astrophysics.
기초과학연구원의 희귀 핵 연구단은 자연에서 발견되지 않은 방사성 원자핵 연구를 통해 천체물리학과 핵물리학의 근본적인 질문들에 답하기 위하여 세워졌습니다.
화학 원소들의 기원, 특히 철보다 더 무거운 원소들인 금, 납, 혹은 우라늄 등의 생성 환경과 과정 규명은 핵천체물리학의 핵심 주제중 하나입니다. 몇가지 가설이 제안되었는데, 그중 하나는 초신성 혹은 중성자별 충돌과 같은 폭발적 천체현상에서 일어나는 빠른 중성자 포획 과정(r-process) 입니다. 해당하는 핵종 생성 과정에 관여된 불안정한 핵종들의 지식이 보완되어야 제시된 가설들을 더 면밀히 검증할수 있고, 더 정확한 실험 데이터에 기반한 이론들을 천문학에서 측정한 원소 존재량 분수에 대입하여 평가할수 있게 됩니다.
또한 불안정한 희귀 핵종들은 일반 원자핵에 비해 중성자/양성자 대비 수가 현저히 다르며, 그로 인해 신기한 구조와 반응 현상을 보입니다. 해당하는 희귀핵 연구를 통해 입자들의 근본적인 상호작용을 섬세하게 조사할수 있게 되는 가능성이 열립니다. 그리고 지금까지 알려진 모든 원자핵의 구조와 반응을 설명하는 통합된 이론을 설립하기 위해 약 100년이 흘렀습니다. 현재 기술력으로는 약 3000가지의 희귀 핵종을 생산할수 있으며, 이론상으로는 7000가지의 핵종이 존재한다고 합니다. 실험으로 도달할수 있는 희귀 핵종 수를 늘리기 위해 전 세계 여러 곳에서 새로운 시설들을 구축하고 있으며, 그 중에 대한민국의 라온 중이온가속기 (RAON)도 포함되어 있습니다. 지금이 매우 고무적이면서도 경쟁적인 시기입니다.
본 연구단은 국내외로 각광받는 희귀 핵 물리학 연구 그룹이 되는 것을 목표로 하고 있으며, 목적 달성을 위해 불안정한 원자핵 빔을 이용한 획기적이고 독창적인 실험들을 수행하는 동시에 탄탄한 이론 개발로 핵 구조와 핵천체물리학 분야에서 가장 중요한 질문들의 해답을 제시할 것입니다.
Center for Exotic Nuclear Studies