한국 연구팀, 28년 미스터리 ‘암흑물질 신호’ 논란에 종지부

이탈리아 DAMA/LIBRA 실험팀은 지구가 매년 태양을 공전하며 은하계 암흑물질 입자와 마주치는 정도가 달라지는 ‘계절 변화’ 신호를 암흑물질 존재 증거로 주장해왔습니다. 하지만, 이 실험 결과는 지난 28년 간 세계 물리학계에서 이견이 이어져 왔으며, 다른 탐지기술을 가진 실험들은 DAMA의 주장을 입증하지 못했습니다.

한국 연구팀의 결정적 반박

한국의 기초과학연구원(IBS) COSINE-100 연구팀은 동일한 나트륨 요오드화물 결정(NaI(Tl))을 사용해 6.4년 동안 61.3kg의 감지기를 운영하며, DAMA가 주장한 연간 신호가 존재하지 않음을 명확히 밝혔습니다. 해당 에너지 범위(1~6keV)에서 측정된 변동 폭은 0.0005±0.0019로 DAMA 결과와 극명하게 다르고, 신호가 암흑물질에 의한 것이 아님을 99.7% 신뢰도(3시그마 수준)로 입증했습니다.

연구팀의 이해수 박사는 “다년간의 연구 끝에 세계 물리학계의 오랜 난제에 대한 해답을 제시할 수 있게 되어 기쁘다”고 전했습니다.

국제 공동분석 및 추가 연구

한국 COSINE-100과 스페인 ANAIS-112 연구팀이 별도로 진행한 분석에서도 동일한 결론이 도출되어 DAMA의 주장을 반박하는 증거가 더욱 견고해졌습니다. 두 팀의 데이터 총합은 약 1,000킬로그램-년 규모에 달해, 논란 해결에 결정적인 기여를 했습니다.

현재 COSINE-100팀은 더 깊은 1,000m 지하 ‘예밀랩’에서 업그레이드된 장비로 후속 암흑물질 탐색을 진행하고 있습니다. 전문가들은 DAMA 신호의 실제 원인을 규명하면 노벨상 수상 가능성도 있음을 시사했습니다.

이번 논란의 해결은 독립적 검증과 재현성의 중요성을 보여주는 사례로, 실험 물리학의 기본 원칙이 얼마나 중요한지를 다시 한 번 강조했습니다.