LUX-ZEPLIN 실험서 기존 배경 현상으로 설명하기 어려운 단일 입자 상호작용 확인
- 국제 암흑물질 탐색 실험 LUX-ZEPLIN(LZ)에서 기존 배경현상으로 설명하기 어려운 단일 입자 상호작용이 확인돼 암흑물질 후보 신호로 주목받고 있음
- 브리스톨대학교 연구진은 이를 현재까지 LZ에서 관측된 가장 유력한 암흑물질 후보 신호로 분석했으나, 통계적 유의성이 공식 발견 기준에는 미치지 못함
지하 1.6km에서 WIMP 암흑물질 탐색
- LZ는 전 세계 39개 기관 약 250명의 연구자가 참여해 암흑물질의 유력한 후보인 약하게 상호 작용하는 무거운 입자(WIMP)를 탐색하는 국제 공동연구임
- 이들은 미국 사우스다코타주 지하 약 1.6km에 설치된 검출기에서 약 10톤의 초고순도 액체 제논을 활용해 WIMP와 일반 물질 간의 희귀한 상호작용을 탐색함
기존 배경현상으로 설명하기 어려운 단일 사건 확인
- 연구진은 수개월간 가능한 배경 현상을 추가 검토했으며, 해당 사건이 실제 암흑물질에 의한 것이라면 WIMP의 질량은 최소 200 GeV/c²로 양성자의 200배 이상일 것으로 추정됨
- 또한 일반 물질과의 상호작용도 가장 단순한 기존 이론 모형만으로 설명하기 어려운 형태인 것으로 분석됨
2.6시그마 신호… 암흑물질 발견 확정에는 미달
- 이번 신호의 통계적 유의성은 2.6시그마(2.6σ)로, 알려진 배경 현상만으로 발생했을 확률은 약 0.5%로 나타남
- 다만 입자물리학에서 새로운 현상의 공식 발견 기준인 5시그마에는 미치지 못해, 연구진은 암흑물질 발견을 주장하지 않고 추가 데이터 확보를 통해 신호의 재현 여부를 검증할 계획임
차세대 XLZD로 암흑물질 탐색 확대
- 영국 연구진은 후속 프로젝트인 XENON-LUX-ZEPLIN-DARWIN(XLZD)을 통해 암흑물질과 중성미자를 탐색하는 차세대 검출 시설 구축을 준비 중임
- 향후 동일한 사건이 추가 관측될 경우 암흑물질 직접 검출의 중요한 단서가 될 수 있음
