가나자와대학과 암스테르담대학은 우주의 암흑물질에서 발생할 수 있는 다양한 종류의 우주선을 시뮬레이션하여 현재의 우주선 관측데이터가 가지는 암흑물질의 수명측정 감도를 밝혔다.
우주에는 별이나 은하 등을 구성하는 통상의 물질 외에 암흑물질이라는 물질이 존재하는 것이 우주관측에서 밝혀졌다. 일반적인 물질의 정체는 기본입자 표준이론에 의해 밝혀졌지만 암흑물질의 정체는 알려지지 않았다.
연구그룹은 지구에 끊임없이 쏟아지는 우주선을 관측함으로써 암흑물질의 정체를 탐구하고 있다. 지구에 쏟아지는 우주선은 양성자, 빛(감마선, X선, 자외선, 가시광, 적외선, 전파), 전자 외에 반양성자와 양전자 등의 반물질, 중성미자, 반중성미자를 들 수 있다.
반물질이나 중성미자의 관측이 가능해져 최근의 우주선 관측에 큰 진전이 되었을 뿐만 아니라 양성자나 빛의 관측에 대해서도 매우 넓은 에너지영역에서의 관측감도가 향상되고 있다. 이러한 진전에 의해 넓은 에너지영역에 있어서 다양한 우주선 입자의 관측데이터가 축적되었고 이를 이용한 우주의 수수께끼를 풀어내려는 '멀티 메신저 천문학'이 주목을 받고 있다.
본 연구에서는 멀티 메신저 천문학을 암흑물질 탐색에 응용하는 연구를 실시했다. 그 결과 우주선 중에서도 감마선과 중성미자의 관측이 암흑물질의 수명을 탐구하기 위해 가장 좋은 감도를 가진다는 사실을 발견했다.
멀티 메신저 천문학을 활용한 암흑물질 탐색은 소립자물리학 분야와 우주물리학 분야라는 2개의 학문영역을 넘는 연구로 양측의 지견을 결집함으로써 암흑물질의 정체를 해명하기 위해 앞으로 더욱 발전할 것으로 기대된다고 한다.
출처 참조 번역
- Wikipedia
- 金沢大ら，暗黒物質の寿命測定感度を明らかに
https://optronics-media.com/news/20200618/65220/
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