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title: "CERN, LHC 가동 중단하고 2030년 ‘하이루미 LHC’ 업그레이드 들어감"
published: 2026-06-29T18:52:25.000Z
canonical: https://jeff.news/article/4481
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# CERN, LHC 가동 중단하고 2030년 ‘하이루미 LHC’ 업그레이드 들어감

CERN의 대형 강입자 충돌기(LHC)가 마지막 물리 실험 운전을 마치고 장기 셧다운 3단계(LS3)에 들어갔다. 2030년부터는 기존 설계보다 최대 10배 높은 광도를 목표로 하는 하이루미 LHC가 가동될 예정이고, 이를 위해 자석 1.2km 교체, ATLAS와 CMS 검출기 업그레이드, 트리거 시스템 전면 교체 같은 대공사가 진행된다.

- CERN의 대형 강입자 충돌기(LHC)가 마지막 물리 실험 운전을 마치고 장기 셧다운 3단계(LS3)에 들어감.
  - 이번 셧다운은 단순 정비가 아니라, 2030년부터 가동할 하이루미 LHC(High-Luminosity LHC)로 넘어가기 위한 대규모 업그레이드임.
  - CERN은 유지보수, 보강, 장비 교체, 설치 작업을 2030년까지 진행할 예정임.

- LHC는 2008년 9월 첫 빔을 순환시킨 뒤, 2009년 첫 양성자 충돌을 만들면서 본격적인 발견 장비가 됨.
  - 세 번의 운영 기간(Run 1~3) 동안 전례 없는 양의 데이터를 실험 장치들에 공급함.
  - 대표 성과는 2012년 7월 4일 ATLAS와 CMS 협업이 발표한 힉스 보손 발견임.
  - 그 밖에도 85개 이상의 하드론 발견, 새 입자 탐색의 제외 한계 설정, 물질과 반물질 불균형 연구, 쿼크-글루온 플라스마 연구 등이 이어짐.

- 하이루미 LHC의 목표는 ‘더 세게’라기보다 ‘훨씬 더 많은 충돌 데이터를 정밀하게’에 가까움.
  - 2030년 운영 시작 예정이고, 충돌기의 광도(luminosity)를 원래 설계 대비 최대 10배까지 높일 계획임.
  - 더 큰 데이터셋을 모으면 힉스 보손을 더 정밀하게 연구하고, 표준모형(Standard Model) 너머의 현상을 찾을 가능성도 커짐.

> [!IMPORTANT]
> ATLAS와 CMS는 하이루미 LHC에서 매 bunch crossing마다 140~200개의 양성자-양성자 충돌을 처리해야 함. 지난 LHC 운전 때의 약 60개와 비교하면 데이터 밀도가 확 뛰는 셈임.

- LS3는 LHC 건설 이후 CERN 가속기 복합체에서 가장 큰 개입 작업임.
  - LHC만 놓고 봐도 1.2km 분량의 자석과 부품이 제거되고 새 장비로 교체됨.
  - 전체 복합체에서는 수십 개 프로젝트가 동시에 진행되고, CERN과 전 세계 파트너 기관의 엔지니어, 물리학자, 기술자, 지원 인력이 수천 명 단위로 투입됨.
  - SPS North Area 보강, CNGS 타깃 구역 해체, ECN3를 고강도 fixed-target 시설로 전환, ISOLDE 시설 개보수, 안전 시스템과 전력망 정비도 포함됨.

- 검출기 쪽 업그레이드도 거의 새로 태어나는 수준임.
  - ATLAS와 CMS는 하이루미 LHC의 성능을 활용하기 위해 광범위한 업그레이드를 거치며, 사실상 갱신된 검출기가 됨.
  - 초당 50억 개가 넘는 상호작용 중 분석할 가치가 있는 충돌을 골라야 해서, 두 실험 모두 트리거 시스템을 완전히 교체함.
  - 새 검출 기술에는 수십억 개 readout channel을 가진 all-silicon tracking system, 수십 피코초 해상도의 고정밀 timing detector, 메가헤르츠 속도로 동작 가능한 새 calorimeter system이 포함됨.

- 빔은 멈추지만 CERN의 연구가 멈추는 건 아님.
  - 셧다운 기간에도 수천 명의 연구자가 LHC 시대에 쌓인 방대한 데이터셋을 계속 분석함.
  - 동시에 2028년부터 단계적으로 재가동될 가속기 복합체와 2030년 하이루미 LHC 시대를 준비함.
  - 개발자 관점에서 보면, 이건 물리학만의 이야기가 아니라 초대형 실시간 데이터 선별과 분산 분석 인프라의 끝판왕 사례이기도 함.

## 핵심 포인트

- LHC는 2008년 첫 빔 순환, 2009년 첫 양성자 충돌 이후 세 번의 운영 기간 동안 대규모 데이터를 생산했다.
- 가장 유명한 성과는 2012년 7월 4일 ATLAS와 CMS가 발표한 힉스 보손 발견이다.
- 이번 LS3 기간에는 LHC 단독으로도 1.2km 분량의 자석과 부품이 제거되고 새 장비로 교체된다.
- 하이루미 LHC는 2030년 운영 시작을 목표로 하며, 원래 설계 대비 최대 10배 높은 광도를 낸다.
- ATLAS와 CMS는 매 bunch crossing마다 기존 약 60개가 아니라 140~200개의 양성자 충돌을 처리해야 하고, 초당 50억 개 이상의 상호작용 중 흥미로운 이벤트를 골라야 한다.

## 인사이트

개발자 입장에서는 입자물리 뉴스처럼 보여도, 실제로는 초고속 데이터 필터링, 대규모 분산 컴퓨팅, 실시간 트리거 시스템이 걸린 거대한 엔지니어링 프로젝트다. ‘초당 50억 이벤트 중 무엇을 저장할 것인가’라는 문제는 데이터 인프라 관점에서도 꽤 압도적임.