1. 암흑물질은 우리 발밑에 있을지도 모른다
우주의 대부분은 암흑물질로 이뤄져 있습니다. 문제는 우리가 이것을 찾지 못했다는 겁니다. 하지만 한 팀은 암석에 숨어있는 자국을 발견할 수 있다고 생각합니다. 천문학자들은 은하가 회전하는 방식을 관찰함으로써 우주에 일반 물질보다 ‘암흑 물질’이 5배 더 많아야 한다고 추정했습니다. 30년 동안 암흑물질 입자를 찾으려는 시도가 이어졌지만 성공하지는 못했습니다. 현재 유럽과 미국의 천체물리학자들로 구성된 연구팀에서는 이 포착하기 어려운 물질을 찾을 해답이 우리의 발밑에, 먼 과거에 있을 수 있다고 생각합니다.
지금까지 암흑물질 검출 시도는 윔프(WIMP, Weakly Interacting Massive Particles)라고 알려진 가상의 입자에 초점을 맞췄습니다. 검출기는 이 입자들이 다른 원자의 핵에 부딪힐 때 방출되는 에너지를 찾기 위해 제작됐습니다. 지금까지 감지된 충돌은 없었습니다. 윔프가 존재하지 않을 수도 있습니다.
아니면 좀 더 예민한 감지기가 필요할까요? 이 새로운 아이디어는 지질연대에 걸쳐 암흑 물질을 탐지하면서 고대 암석에 윔프의 흔적을 찾는 내용입니다. 특정 암석광물에서 원자핵과 충돌하는 윔프는 이론적으로 광물의 결정 구조에 미세한 변화를 일으킬 수 있습니다. 연구에 참여하고 있는 스톡홀름 대학교 세바스찬 바움은 “암흑물질과의 상호작용은 결정 내에서 원자핵을 수십에서 수백 나노미터로 움직여 손상 궤적을 남길 것”이라고 말합니다. 연구 중인 암석들은 10억년 정도 된 것들일 수 있으며 윔프는 그 모든 시간 동안 잠재적으로 흔적을 남겼을 수 있습니다. 연구원들은 그들의 방법이 현존하는 최고의 검출기보다 약 100배 더 민감할 수 있다고 생각합니다. 이 연구에 참여하고 있는 미시간 대학교의 캐서린 프리즈 박사는 “우리는 이미 존재하는 매우 깊은 시추공을 통해 지표 10km 아래에 있는 암석을 파낼 계획”이라고 말합니다. 덧붙여 “지하 깊은 곳의 지점 중에 암흑물질이 침투할 수 있을 정도로 깊은 반면 다른 입자들, 특히 우주선은 지표 근처에 고착돼 있어야 한다”고 전합니다. 이는 다른 잠재적인 근원지로부터 나오는 흔적의 양을 줄이는 데 도움이 될 것입니다.
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