경북 포항에 위치한 4세대 방사광가속기는 전자를 빛의 속도에 가깝게 가속해 강력한 X선을 발생시키는 세계적 수준의 과학 인프라입니다. 2016년 준공된 이래 화학, 재료, 바이오, 양자 등 다양한 분야에서 이론적 가설을 실험적으로 검증하는 데 핵심 역할을 해왔습니다. 전 세계 다섯 곳뿐인 동급 시설 중 하나로, 700m 길이의 선형 구조와 3기의 빔라인을 갖추고 있으며, 태양보다 밝은 빛과 10조분의 1초 단위의 초고속 관찰이 가능합니다.

특히 2026년 3월, 포스텍 김경환 교수팀은 이 가속기를 활용해 물이 4℃에서 밀도가 가장 높은 이유를 실험적으로 증명했습니다. 이는 물이 '두 가지 액체상'을 가진다는 오랜 가설을 극저온 과냉각수 상태에서 관측함으로써 입증한 성과로, 국제학술지 '사이언스'에 게재되며 주목받았습니다. 기존 기술로는 관찰이 불가능했던 영하 45℃ 이하의 과냉각수도 이 장비로 실시간 분석할 수 있게 됐습니다.

미국 하버드대, 영국 옥스퍼드대, 국내 연구팀들도 이 시설을 활용해 신소재 전자구조, 이산화바나듐 박막 특성, 효소 작동 원리 등 굵직한 연구 성과를 내고 있습니다. 다만, 현재 빔라인 3기로는 수요를 모두 감당하기 어려워 추가 증설이 필요한 상황이며, 예산 확보가 관건입니다. 동시에 1995년 가동을 시작한 3세대 가속기도 이차전지 소재 분석 등 산업 현장에서 여전히 활발히 사용되고 있습니다.