암흑물질 후보 Axion 검출에 실패한 ABRACADABRA 장치

(The ABRACADABRA experiment detected no signals of axions with masses between 0.31 and 8.3 nanoelectronvolts(Credit: MIT))

 우주에 있는 물질의 85%는 아직 정체가 밝혀지지 않은 암흑 물질 입니다. 과학자들은 암흑 물질의 존재를 중력을 통해 알아냈지만, 암흑 물질이 무엇인지는 알아내지 못했습니다. 당연히 지금도 이를 찾기 위한 연구가 계속되고 있습니다. 

 암흑물질의 정체를 밝히기 위해 과학자들은 몇 가지 가능한 이론적 후보 물질을 만들었습니다. 액시온 (Axion)은 그중 하나로 중성미자처럼 매우 가볍고 다른 물질과 반응을 하지 않지만, 전자기력을 통해 다른 물질과 미약하게 반응할 것으로 예측됐습니다. 액시온은 우리 주변 어디나 존재하지만 그 존재는 증명하기 힘든 이론적인 입자입니다. 

 MIT의 과학자들은 액시온을 검출하기 위해 독특한 장치를 개발했습니다. A Broadband/Resonant Approach to Cosmic Axion Detection with an Amplifying B-field Ring Apparatus 약자로 ABRACADABRA는 밀폐된 초전도체 자석으로 외부의 자기장과 간섭을 배제한 상태에서 액시온을 검출하게 되어 있습니다. 하지만 MIT의 연구팀은 이를 검출하는데 실패했습니다. 

 물론 이 연구 결과가 암흑물질이나 액시온이 없다는 것이 아니라 0.31-8.3nanoelectronvolts 범위에서 검출이 불가능하다는 이야기이긴 하지만 액시온이 실제로 존재할 가능성이 낮아진 셈입니다. 아마도 암흑물질은 그 이름처럼 존재를 쉽게 드러내지 않을 것입니다. 하지만 언제나 그렇듯 결국 과학이 답을 찾을 것이라고 생각합니다. 

 아무튼 아브라카다브라라는 마법 주문 같은 이름도 눈길이 가는 실험 같습니다. 

 참고 

https://newatlas.com/dark-matter-axion-experiment/59096/

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.121802