기초과학연구원(IBS)은 암흑물질 유력 후보 ‘액시온’을 세계에서 가장 빨리 찾을 수 있는 장비를 개발해 탐색 작업을 진행 중이라고 20일 밝혔다. 암흑물질은 우주 전체 에너지 밀도의 27%, 물질의 85%를 차지하는 것으로 추정되는 미지의 물질로 우주의 비밀을 밝히는 열쇠 가운데 하나로 지목돼 왔다.
IBS에 따르면 액시온 탐색은 실험 난도가 높아 미국의 워싱턴대에서만 진행돼 왔다. IBS 액시온 및 극한상호작용 연구단(사진)은 워싱턴대 장비보다 액시온 탐색 속도를 3.5배 높인 장비를 개발했다. 액시온 검출 확률은 자기장이 클수록 높아진다. 연구단은 지구자기장의 30만배에 달하는 12T(테슬라·자기장의 단위) 자석을 장비에 설치했다. 워싱턴대 장비는 8T 수준이다.
연구단은 이 장비를 활용해 지난해 3월 1.1GHz(기가헤르츠) 주변의 주파수 대역에선 액시온이 없음을 확인했다. 연구결과는 지난 16일 물리학 분야 권위지인 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 온라인판에 실렸다.
고병록 연구위원은 “워싱턴대 설비로 60일 분석해야 하는 걸 보름 만에 분석할 수 있게 됐다”며 “액시온이 발견되고 암흑물질로 확인되면 우리 인류는 5%를 넘어 32%의 우주를 이해할 수 있게 된다”고 말했다.
이도경 기자 yido@kmib.co.kr