"암흑물질 아니었다" 韓 주도 연구팀, '27년 묵은' 미스터리 풀었다

[이코노믹데일리] 한국 기초과학연구원(IBS)이 이끄는 국제 공동 연구팀이 27년간 세계 물리학계를 뜨겁게 달궜던 ‘암흑물질 발견’ 주장이 사실이 아님을 증명해냈다.

IBS 지하실험연구단이 주도하는 ‘코사인-100 국제 공동 연구팀’은 1998년 이탈리아 ‘다마(DAMA)’ 실험팀이 발견했다고 주장한 신호가 암흑물질 후보인 ‘윔프(WIMP)’에 의한 것이 아님을 입증했다고 4일 밝혔다.

우주의 27%를 차지하지만 정체가 밝혀지지 않은 암흑물질을 찾기 위해 전 세계 과학자들은 치열한 경쟁을 벌여왔다. 1998년 이탈리아 다마 연구팀은 세계에서 유일하게 암흑물질의 증거로 여겨지는 ‘연간 변조 신호’를 관측했다고 발표했지만 이후 어떤 실험에서도 같은 신호가 재현되지 않아 ‘다마 미스터리’는 물리학계의 오랜 난제로 남아 있었다.

이를 검증하기 위해 IBS 연구단은 2016년부터 강원도 양양 지하 700m 실험실에서 ‘코사인-100’ 실험을 시작했다. 다마 실험과 동일한 요오드화나트륨 검출기를 사용해 6년 넘게 데이터를 분석한 결과 다마가 주장한 신호는 나타나지 않았다. 연구팀은 99.7% 이상의 신뢰도로 다마의 신호가 암흑물질에 의한 것이 아님을 명확히 증명했다고 설명했다. 스페인의 경쟁 연구팀 역시 동일한 결론을 내놓으며 교차 검증까지 마쳤다.

 
이현수 지하실험연구단 부단장은 “수년간의 노력 끝에 한국이 주도한 실험으로 세계 물리학계의 오랜 난제에 답을 제시할 수 있어 기쁘다”고 말했다.

연구단은 앞으로 강원도 정선 지하 1000m 깊이의 ‘예미랩’에서 성능을 높인 차세대 실험을 통해 새로운 암흑물질 탐색을 이어갈 계획이다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재됐다.