"암흑물질 신호 발견"<美연구진> > 행 성

지금까지 추론으로만 존재했던 암흑물질의 신호를 포착했다는 미국 과학자들의 연구가 발표됐다고 스페이스 닷컴이 보도했다.

미국 페르미 국립가속기연구소와 시카고 대학의 댄 후퍼 박사는 우리은하의 중심부 관찰 자료들을 조사한 결과 암흑물질 입자들이 강력한 폭발로 소멸되고 있다는 증거를 발견했다고 물리학 리뷰지 B.에 발표했다.

암흑물질의 개념은 1930년대에 처음 제기된 것으로, 은하와 별들의 속도를 보면 우주에 눈에 보이는 것보다 훨씬 많은 질량이 들어 있는 것으로 추측된 것이 그 근거가 됐다.

그러나 암흑물질은 빛을 반사하지 않기 때문에 망원경으로 직접 관측은 불가능한데 오늘날 과학자들은 우주의 모든 물질 가운데 암흑물질이 약 80%, 일반물질이 약 20%를 차지하는 것으로 보고 있다.

지난 2008년 발사된 페르미 감마선 우주망원경의 관측에 따르면 우리은하 중심부에서는 예상보다 훨씬 밝은 감마선 신호가 나오고 있는데 후퍼 박사는 뉴욕대학의 리사 구디너프와 함께 이 빛의 원인을 찾기 위한 여러 모델들을 시험한 결과 암흑물질 외에는 다른 원인이 있을 수 없다는 결론을 내렸다.

이들은 암흑물질들이 엄청난 고밀도로 몰려 있어 서로 소멸시키면서 빛의 형태로 에너지를 방출하는 것이 틀림없다고 보고 있다.

물리학자들은 암흑물질 입자들이 바로 스스로의 반물질 짝일지도 모르며 따라서 두 개의 암흑물질 입자가 적정 환경에서 만나면 서로 파괴할 것으로 보고 있다. 또한 암흑물질들이 은하의 중심부에서 반물질 입자들을 만날 가능성도 제기되고 있다.

후퍼 박사 팀은 어느 쪽이든 우리 은하에서 나오는 감마선 빛은 암흑물질의 폭발에 의한 것이라고 추측하고 있다.

이들은 암흑물질이 질량 7.3~9.2 GeV(기가전자볼트)의 윔프(약한 상호작용을 하는 무거운 질량의 입자) 입자들로 이루어진 것으로 계산했다. 이는 양성자 질량의 9배에 가까운 것이다.

연구진은 또 입자들이 어떻게 상호작용을 하는지 설명하는 `단면적'을 계산했다. 단면적은 입자의 충돌이 일어나는 확률을 표적의 면적으로 나타내는 양을 가리킨다.

이 두 성질을 안다는 것은 암흑물질을 이해하는 데 있어 획기적인 진전이다.

연구진은 "이는 암흑물질의 존재가 알려진 이후 최대의 성과이다. 예기치 못한 다른 설명이 제시되지 않는 한 우리가 발견한 것은 암흑물질의 신호임에 틀림없다"고 강조했다.

그러나 암흑물질을 발견했다는 이들의 주장이 학계에서 그대로 받아들여지고 있는 것은 아니다.

후퍼 박사 팀의 분석은 페르미연구소의 광대영역망원경에서 나온 공개된 자료를 바탕으로 한 것이지만 여러나라 과학자들로 구성된 이 연구소의 공식 연구팀은 아직까지 이 감마선에 관한 연구를 마치지 않은 상태이다.

이들은 후퍼 팀이 발견한 것이 암흑물질일 가능성을 배제하지는 않고 있지만 다른 설명의 가능성 역시 염두에 두고 있다.

이들은 "감마선을 방출하는 광원들이 너무도 많아 더욱 많은 연구 작업이 필요하며 국제 연구진이 이를 위해 노력중이다. 이런 작업이 끝날 때까지는 자료를 해석하는 것이 너무도 어려운 일"이라고 말했다.

그러나 후퍼 박사는 미네소타주의 철광과 이탈리아 로마 외곽의 그란 사소 산맥 지하에서 이루어진 두 개의 지상 실험에서도 자신들의 연구와 맥을 같이 하는 성과가 나왔다면서 이 세 연구에서 나온 결론이 너무도 강력하다고 강조했다.

(서울=연합뉴스) youngnim@yna.co.kr
http://news.nate.com/view/20101028n06553?mid=n0602

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