우주정거장 분광계로 ‘암흑물질’ 증거 처음 발견
기사입력 2013-04-04 10:28:00 기사수정 2013-04-04 10:28:08
국제우주정거장(ISS)에 설치된 알파자기분광계(AMS)의 자료를 분석하고 있는 국제 연구진이 우주 구성 물질중 하나인 암흑물질의 증거를 처음으로 발견했다고 사이언스 데일리와 BBC, NBC 뉴스, 주요 통신들이 3일 일제히 보도했다.
연구진은 아직도 이런 잉여 양전자의 존재를 설명하는 다른 무엇인가가 있을 가능성을 완전히 배제하지는 않았지만 이날 발표된 연구는 지금까지 암흑물질의 성질을 보여주는 최상의 증거이다. 이 연구는 물리학 리뷰 레터스지에 게재됐다.
팅 박사는 "AMS는 앞으로 몇 달 안에 이 양전자가 암흑물질의 신호인지, 아니면 다른 데서 온 것인지 결론을 낼 수 있을 것"이라고 말했다.
그는 이 연구가 5억~3천500억 전자볼트 에너지 수준에서 40만 개의 양전자를 비롯한 모두 250차례 일어난 소립자 이벤트를 바탕으로 한 것이라고 밝혔다. 이는 지금까지 우주에서 수립된 최대 규모의 반물질 입자 포집 기록이다.
연구진은 100억~2천500억 전자볼트 수준에서 포착된 양전자가 미세하게 증가했음을 발견했으며 시간이 지나도 이런 자료에 변동이 없었고 특정한 방향성도 없었다고 밝혔다.
양전자가 우주의 한 방향으로부터 온 것인지, 아니면 모든 방향에서 온 것인지는 암흑물질의 존재를 가리키는 결정적인 증거이다.
만일 이것이 암흑물질에서 온 것이라면 우주 공간에 균등하게 퍼져 있어야 하지만 별의 폭발 같은 일반적인 천문현상에서 나왔을 경우 한 방향에서 왔을 것이기 때문이다.
`암흑물질'이란 명칭의 유래는 이 물질이 전자파로는 직접 탐지되지 않고 오로지 이것이 일반물질에 미치는 중력 효과에 의해서만 관찰된 데서 온 것이다.
과학자들은 최근 유럽우주국(ESA)의 막스 플랑크 우주 망원경으로 은하와 은하단의 움직임 외에 빅 뱅의 잔광을 정밀 관측함으로써 암흑물질이 우주의 26.8%를 구성하고, 일반물질이 4.9%, 아직까지 미지의 영역인 암흑에너지가 나머지 68.3%를 구성한다는 계산 결과를 얻었다.
암흑물질이 어떤 요소로 구성돼 있는지 아직 밝혀지진 않았지만 일부 학자들은 물질이자 반물질이면서 매우 약한 상호작용을 갖는 거대질량 소립자(WIMP)일 가능성이 큰 것으로 추정한다.
물질과 반물질이 만나면 상쇄되기 때문에 두 개의 WIMP가 충돌하면 파괴되면서 전자와 양전자(陽電子:반(反)전자)라는 딸 소립자가 추가로 방출된다.
WIMP의 충돌을 관찰할 수 있는 최상의 조건은 스위스-프랑스 국경지대의 지하에 있는 CERN의 거대한 강입자가속기(LHC), 또는 우주선(線)을 지구에서보다 쉽게 측정할 수 있는 우주 공간이다.
16개국 과학자들이 10년 넘게 개발한 무게 7t의 AMS는 지금까지 우주 공간에 배치된 가장 민감한 우주선 포집기이다. 20억 달러가 투입된 AMS는 우리은하에서 일어나는 암흑물질의 상쇄 과정에서 생기는 양전자와 전자를 포집해 입자들의 질량과 속도, 에너지, 그밖에 근본적인 성질을 밝혀낼 자료를 제공하고 있다.
(서울=연합뉴스
)
팅 박사는 "AMS는 앞으로 몇 달 안에 이 양전자가 암흑물질의 신호인지, 아니면 다른 데서 온 것인지 결론을 낼 수 있을 것"이라고 말했다.
그는 이 연구가 5억~3천500억 전자볼트 에너지 수준에서 40만 개의 양전자를 비롯한 모두 250차례 일어난 소립자 이벤트를 바탕으로 한 것이라고 밝혔다. 이는 지금까지 우주에서 수립된 최대 규모의 반물질 입자 포집 기록이다.
연구진은 100억~2천500억 전자볼트 수준에서 포착된 양전자가 미세하게 증가했음을 발견했으며 시간이 지나도 이런 자료에 변동이 없었고 특정한 방향성도 없었다고 밝혔다.
양전자가 우주의 한 방향으로부터 온 것인지, 아니면 모든 방향에서 온 것인지는 암흑물질의 존재를 가리키는 결정적인 증거이다.
만일 이것이 암흑물질에서 온 것이라면 우주 공간에 균등하게 퍼져 있어야 하지만 별의 폭발 같은 일반적인 천문현상에서 나왔을 경우 한 방향에서 왔을 것이기 때문이다.
`암흑물질'이란 명칭의 유래는 이 물질이 전자파로는 직접 탐지되지 않고 오로지 이것이 일반물질에 미치는 중력 효과에 의해서만 관찰된 데서 온 것이다.
과학자들은 최근 유럽우주국(ESA)의 막스 플랑크 우주 망원경으로 은하와 은하단의 움직임 외에 빅 뱅의 잔광을 정밀 관측함으로써 암흑물질이 우주의 26.8%를 구성하고, 일반물질이 4.9%, 아직까지 미지의 영역인 암흑에너지가 나머지 68.3%를 구성한다는 계산 결과를 얻었다.
암흑물질이 어떤 요소로 구성돼 있는지 아직 밝혀지진 않았지만 일부 학자들은 물질이자 반물질이면서 매우 약한 상호작용을 갖는 거대질량 소립자(WIMP)일 가능성이 큰 것으로 추정한다.
물질과 반물질이 만나면 상쇄되기 때문에 두 개의 WIMP가 충돌하면 파괴되면서 전자와 양전자(陽電子:반(反)전자)라는 딸 소립자가 추가로 방출된다.
WIMP의 충돌을 관찰할 수 있는 최상의 조건은 스위스-프랑스 국경지대의 지하에 있는 CERN의 거대한 강입자가속기(LHC), 또는 우주선(線)을 지구에서보다 쉽게 측정할 수 있는 우주 공간이다.
16개국 과학자들이 10년 넘게 개발한 무게 7t의 AMS는 지금까지 우주 공간에 배치된 가장 민감한 우주선 포집기이다. 20억 달러가 투입된 AMS는 우리은하에서 일어나는 암흑물질의 상쇄 과정에서 생기는 양전자와 전자를 포집해 입자들의 질량과 속도, 에너지, 그밖에 근본적인 성질을 밝혀낼 자료를 제공하고 있다.
(서울=연합뉴스
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