IBS, 1100m 지하에서 암흑물질·중성미자 비밀 캔다

IBS가 2019년 완공을 목표로 구축할 우주입자연구시설 조감도
IBS가 2019년 완공을 목표로 구축할 우주입자연구시설 조감도

기초과학연구원(IBS·원장 김두철)이 지하 1100m에 연구시설을 구축해 암흑물질과 중성미자의 비밀을 캔다.

IBS는 17일 지하실험연구단과 강원도 정선군, 한덕철광이 강원도 정선군 신동읍 예미산 지하 1100m 지점에 2000㎡ 규모의 연구시설을 짓기로 하는 내용의 업무협약(MOU)를 체결한다.

IBS와 한덕철광은 오는 2019년까지 총 210억원을 투입해 한덕철광 갱도 일부를 활용해 연구시설을 갖출 예정이다. 기존 한수원 시설을 활용한 강원도 양양 지하실험시설보다 400m 더 깊이 내려간다.

연구단은 이 시설에서 암흑물질 발견, 중성미자 질량 측정을 위한 연구를 진행한다. 암흑물질은 정체가 알려지지 않은 우주 구성 요소다. 우주를 구성하는 성분 중 물질은 4%에 불과하다. 나머지 96%는 암흑물질(27%)과 암흑에너지(69%)다.

중성미자는 우주에서 빛(광자) 다음으로 많은 기본 입자다. 다른 입자에 비해 질량이 매우 작아 질량이 있다는 것만 확인됐다. 밝혀지지 않은 부분이 많아 유령입자로 불린다.

이들의 신호를 포착하기 위해서는 배경잡음을 최대한 줄여야 한다. 2015년 노벨물리학상을 수상한 가지타 다카아키도쿄대 교수는 폐광 지하 1000m 아래에 실험장치를 설치해 중성미자 진동현상을 관측했다.

정선에 구축하는 새로운 연구시설은 중성미자 질량 검출 민감도가 20밀리전자볼트(meV)로 획기적으로 높아진다. 양양 실험시설의 200meV보다 10배 이상 높은 수치다. 현재 세계 최고 수준의 민감도는 100meV다.

김영덕 지하실험연구단장은 “새로운 우주입자연구시설은 천체입자물리학 분야를 한 단계 도약시킬 것”이라면서 “세계적인 연구성과를 창출할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com