전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 라이브
KYD 디데이
사회 교육

속보

더보기

700m 지하서 ‘우주 암흑물질’ 미스터리 풀어낼 신호탄 쐈다

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

IBS “암흑물질 후보물질 근거 없음 확인”..기존 실험 반증
강원도 양양 700m 깊이 지하실험 결과 네이처 발표 쾌거
민감도 높인 검출기 자체제작도 성공
"1100m 지하실험 계속..5년내 암흑물질 미스터리 완벽히 풀겠다"

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 =  우주 암흑물질(Dark matter)의 정체를 밝히면 '바로 노벨상감'이라는 평가 속에서 20년이 넘도록 이어진 '암흑물질 미스터리'를 풀어낼 단서가 국내에서 나왔다. 

6일 기초과학연구원(IBS)에 따르면 IBS 지하실험 연구단(단장 김영덕 세종대 교수)이 이끄는 국제공동연구협력단은 암흑물질 검출 실험설비를 독자 개발, 지금까지 암흑물질의 유력한 후보로 알려져 왔던 윔프(WIMP) 입자가 남긴 유일한 흔적을 반박할 데이터를 확보하는 데 성공했다.

연구결과는 최고 권위의 국제과학전문지 네이처(Nature) 온라인판에 이날 오전 3시 발표됐다.

우리가 아는 모든 물질이 전체 우주에서 차지하는 비중은 4.9%에 불과하다. 아직 밝혀지지 않은 26.8%를 차지하는 것은 ‘암흑물질’이다. 과학자들은 여러 관측 결과를 토대로 중력과 약력으로 상호작용하고, 질량이 무거우며, 우리 눈에는 보이지 않는 미지의 입자가 있을 것으로 이론적으로 예측할 뿐이다.

이런 이유로 해서 ‘약하게 상호작용하는 무거운 입자’라는 뜻의 윔프(WIMP·Weakly Interaction Massive Particle)는 그 특징이 암흑물질의 조건에 부합해 유력 후보로 꼽힌다.

하지만 지금까지 윔프의 흔적을 발견한 건 이탈리아의 다마(DAMA) 실험이 유일하다. 1998년부터 계절에 따라 변하는 신호를 검출기로 포착하기 시작했고, 다마 팀은 이 신호를 암흑물질의 흔적이라고 보고했다.

문제는 현재까지 다마 팀을 제외한 세계 어느 팀도 실험을 재현하지 못했다는 것이다. 다마 팀이 포착한 신호가 정말 윔프의 흔적이 맞는지에 대한 논란이 오랜 기간 계속 이어졌다.

(그림) WIMP-핵자 충돌단면적 결과: 지구로 날아온 윔프는 요오드화나트륨(NaI) 결정에서 나트륨(Na)의 원자핵 또는 요오드(I)의 원자핵과 충돌할 수 있다. 다마 실험의 결과는 윔프와 나트륨의 충돌은 그림 속 빨간 점선 부분에서, 윔프와 요오드의 충돌은 그림 속 파란색 점선 부분에서 그 흔적을 나타낼 것으로 예측했다. 하지만 코사인 실험의 초기 59.5일의 데이터에서는 다마 팀이 주장한 윔프의 흔적을 발견할 수 없었다. 이 그림에서 코사인-100 실험에서 측정한 검은색 데이터 포인트 위쪽은 윔프가 없다는 것을 보여준다. 2018.12.06. [자료=IBS]

이에 IBS 지하실험 연구단이 이끄는 ‘코사인-100 공동연구협력단’은 다마 팀을 재현하기 위한 코사인 검출기를 제작했다. 자체 연구개발(R&D)로 독자적인 고순도 요오드화나트륨(NaI) 결정 제작 기술을 확보했다. 지금까지 암흑물질 검출에 사용할 만한 고순도 요오드화나트륨 결정 제작에 성공한 건 다마 팀을 제외하고 코사인-100 연구단이 가장 앞서 있다.

나아가 연구진은 다마 실험 설비에 액체 섬광체를 추가해 안정적인 검출 환경을 조성했다. 연구진이 개발한 차폐기술은 검출기를 둘러싼 고체 차폐체를 통해 외부 방사능의 영향을 줄이는 동시에, 검출기를 담은 액체 차폐체를 이용해 결정내부에서 만들어진 방사능의 영향도 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라 온도와 습도도 0.1% 오차 내에서 제어할 수 있어 외부환경에 의한 영향을 최소화했다.

이런 조건 아래, 코사인 연구단은 강원도 양양 양수발전소 내 지하 700m에 위치한 지하실험실에서 2016년 데이터 수집을 시작했다. 초기 59.5일간의 데이터를 분석한 결과 다마 팀이 주장한 신호를 포착하지 못했다. 다마 팀이 포착한 신호가 암흑물질이 맞다면 이 기간 1200번의 신호가 포착돼야 했지만, 연구단의 검출기에는 이런 신호가 검출되지 않았다.

이로써 코사인-100 연구단의 데이터는 다마 실험의 결과와 이를 토대로 쓰인 이론들을 상당 부분 반증한 것이다. 연구진은 코사인-100 검출기를 이용해 지속적으로 데이터를 확보할 계획이다. 추가 데이터를 얻으면 다마 실험의 결과를 완전히 검증 혹은 반증할 수 있다.

암흑물질 검출은 주변의 배경 방사능을 최소화하고, 고순도 결정의 양이 많을수록 확률이 높아진다. 코사인 연구단은 2021년부터 강원도 정선의 1100m 깊이의 새 지하실험실에서 실험을 계속할 계획이다.

IBS연구단 이현수 부연구단장은 “더 깊은 지하에서는 우주에서 오는 배경 방사능으로 인한 잡신호를 줄일 수 있다”며 “연구단은 향후 5년 내 암흑물질 미스터리를 완벽히 해소할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.  

(그림) 양양 지하실험실(Y2L)의 모습 : 이번 연구의 데이터를 확보한 양양 지하실험실의 모습. 지하 700m 깊이의 실험실로 IBS 지하실험 연구단의 전신인 한국암흑탐색그룹(KIMS)의 요오드화세슘(CsI) 검출 실험부터 현재 요오드화나트륨(NaI)을 이용한 실험까지 진행하고 있다. 2018.12.06. [사진=IBS]

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
공정위 "쿠팡 '총수'는 김범석" [세종=뉴스핌] 김범주 기자 = 공정거래위원회가 쿠팡의 동일인, 이른바 총수를 쿠팡 법인에서 김범석 쿠팡Inc 의장으로 변경 지정했다. 쿠팡이 대기업집단으로 지정된 이후 법인을 동일인으로 봤던 공정위 판단이 5년 만에 뒤집힌 것이다. 김 의장이 동일인으로 지정된 데에는 동생 김유석씨가 부사장으로 재직하면서 4년간 쿠팡으로부터 받은 140억원 규모의 보수와 인센티브가 직접적인 영향을 미쳤다. 김 부사장이 주요 사업에 대해 구체적인 업무집행 방향에 영향력을 행사했다는 점도 공정위 판단의 근거가 됐다. 김범석 쿠팡 이사회 의장 [사진=로이터 뉴스핌] 공정위는 29일 이 같은 내용을 포함한 '2026년도 공시대상기업집단' 지정 결과를 공개했다. 다음 달 1일 자로 자산총액 5조원 이상인 공시대상기업집단은 102개, 소속회사는 3538개다. 전년보다 각각 10개, 237개 증가했다. 올해 가장 주목받은 기업은 쿠팡이다. 그동안 쿠팡은 공정거래법 시행령상 '법인 동일인 예외요건'을 충족한 것으로 인정돼 김 의장이 아닌 쿠팡 법인이 동일인으로 지정됐다. 사실상 기업집단을 지배하는 자연인이 있더라도 ▲자연인과 법인 중 누구를 동일인으로 지정하더라도 국내 계열회사 범위가 달라지지 않고 ▲자연인과 친족의 국내 계열회사 출자, 자금 대차, 채무보증 또는 경영 참여 등 사익편취 우려가 없는 경우 법인을 동일인으로 지정할 수 있는 제도다. 하지만 올해 지정 과정에서 이 같은 판단이 달라졌다. '기업집단을 지배하는 자연인의 친족이 국내 계열회사 경영에 참여하지 않아야 한다'는 요건을 충족하지 못했다는 취지다. 실제 김 부사장은 지난해에만 43만달러의 보수와 7만4401주의 양도제한 조건부 주식(RSU)을 받은 것으로 알려졌다. 2021년부터 4년간 쿠팡으로부터 받은 보수와 인센티브는 140억원 규모로 전해졌다. 공정위는 김 부사장이 주요 계열사 대표이사와 유사한 최상위 등급에 해당하고, 연간 보수와 처우도 등기임원에 준하는 수준이라고 봤다. 또 김 부사장이 물류·배송 정책 관련 정기·수시 회의를 수백 차례 주재하고, 쿠팡로지스틱스(CLS) 대표이사 등을 불러 주간 업무실적을 점검하거나 물량 확대, 배송 정책 변경 등 개선안을 논의한 사실도 확인했다. 주요 사업의 구체적 업무집행 방향에 사실상 영향력을 행사했다는 판단이다. 이번 결정으로 쿠팡은 앞으로 김 의장을 기준으로 동일인 관련자와 특수관계인 범위가 정해진다. 공시대상기업집단 소속회사는 대규모 내부거래 의결·공시, 비상장회사 중요사항 공시, 기업집단 현황 공시 의무를 부담한다. 특수관계인에 대한 부당한 이익제공 금지 규제도 적용받는다. 상호출자제한기업집단에 해당하면 상호출자 금지, 순환출자 금지, 채무보증 제한, 금융·보험사 의결권 제한도 추가로 적용된다. 공정위 관계자는 "이번 지정 결과를 바탕으로 지정된 집단에 대해 고도화된 분석을 통한 정보를 순차적으로 공개해 시장참여자에게 유용한 정보를 제공할 계획"이라고 말했다. 한편 쿠팡 측은 공정위 판단에 대한 행정소송을 예고했다. 쿠팡 관계자는 "김 의장의 동생은 공정거래법상 임원(대표이사·이사·감사·지배인 등)이 아니며 한국 계열사에 지분을 보유하고 있지 않다"며 "행정소송을 통해 성실히 소명할 것"이라고 말했다. wideopen@newspim.com 2026-04-29 12:00
사진
4년제 대학 평균 등록금 727만원 [서울=뉴스핌] 송주원 기자 = 교육부와 한국대학교육협의회는 2026년 4월 대학정보공시 분석 결과, 4년제 일반·교육대학의 연간 1인당 평균 등록금이 727만300원으로 전년보다 14만7100원 올랐다고 29일 밝혔다. 올해 대학정보공시 대상은 총 403개 대학이다. 교육부는 이 가운데 4년제 일반·교육대학 192개교와 전문대학 125개교를 대상으로 등록금 현황을 분석했다. 사이버대학, 폴리텍대학, 대학원대학 등 86개교는 분석 대상에서 제외됐다. 2026년 대학 평균 등록금 현황. (명령어: 기자가 관련 내용을 입력한 후 기사용 인포그래픽 제작을 주문했음). [일러스트=퍼플렉시티] 4년제 일반·교육대학 192개교 중 130개교가 2026학년도 등록금을 인상했다. 전체의 67.7%에 해당한다. 나머지 62개교, 32.3%는 등록금을 동결했다. 4년제 일반·교육대학의 연간 1인당 평균 등록금은 727만300원으로 집계됐다. 지난해 712만3100원보다 14만7100원 올라 2.1% 상승했다. 설립 유형별로는 사립대 평균 등록금이 823만1500원으로 국·공립대 425만원의 약 1.9배 수준이었다. 사립대 등록금은 전년보다 22만7500원 올라 2.8% 상승했고, 국·공립대는 1만2200원 올라 0.3% 상승하는 데 그쳤다. 소재지별 격차도 나타났다. 수도권 대학의 평균 등록금은 827만원으로, 비수도권 대학 661만9600원보다 165만400원 높았다. 전년 대비 상승률은 수도권이 2.7%, 비수도권이 1.6%였다. 계열별로는 의학계열 등록금이 가장 높았다. 4년제 일반·교육대학의 계열별 평균 등록금은 의학 1032만5900원, 예체능 833만8100원, 공학 767만7400원, 자연과학 732만3300원, 인문사회 643만3700원 순이었다. 전문대학 등록금도 올랐다. 전문대학 125개교 가운데 102개교가 2026학년도 등록금을 인상했고 23개교는 동결했다. 등록금을 올린 전문대학은 전체의 81.6%로, 4년제 일반·교육대학보다 인상 비율이 높았다. 전문대학의 연간 1인당 평균 등록금은 665만3100원으로 전년 647만8700원보다 17만4400원 올랐다. 상승률은 2.7%다. 전문대학도 사립과 공립 간 차이가 컸다. 사립 전문대 평균 등록금은 668만6600원으로 전년보다 17만5700원 올랐다. 반면 공립 전문대는 223만1200원으로 전년보다 4700원 낮아졌다. 소재지별로는 수도권 전문대학 평균 등록금이 708만1900원, 비수도권은 628만7800원으로 집계됐다. 두 권역 모두 전년보다 2.7% 상승했다. 전문대학 계열별 평균 등록금은 예체능 722만9300원, 공학 678만8600원, 자연과학 671만8700원, 인문사회 592만4200원 순이었다. 대학별 세부 공시자료는 이날 12시부터 대학알리미 누리집에 공개된다. 이번 4월 공시에는 등록금 현황, 등록금 납부제도 현황, 등록금 산정 근거, 대학의 사회봉사 역량 등 4개 세부항목이 포함됐다. jane94@newspim.com 2026-04-29 12:00
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동