| 상하이교통대, 가장 큰 규모의 암흑물질 실험 | ||
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 2016년 7월 21일, 상하이(上海)교통대학교 훙원(鴻文) 석좌교수, 중국진핑(錦屏)지하실험실 PandaX(판다 계획) 실험 책임자 지샹둥(季向東) 박사는 영국에서 진행된 국제암흑물질대회에서 PandaX 제2기 500kg급 액체 크세논 암흑물질 탐측기에서 획득한 첫 물리적 결과를 공식 발표하였다. 1일기준 3.3만kg이 조사하는 광노출량 조건에서 암흑물질 입자 종적을 발견하지 못하였는데 이는 가능한 암흑물질 후보 대상에 대한 최신 제한조건을 얻었다. 해당 탐사의 민감도는 현재 세계에서 가장 높은 수준이다. 암흑물질은 발광하지 않고 또한 전자기 방사선을 방출하지 않기에 육안으로 관찰할 수 없지만 우주의 약 85% 물질 함량을 대표할 수 있다. 그러나 과학계에서 “우주 유령”을 현재까지 추적하지 못하였다. PandaX 암흑물질 실험은 중국의 많은 연구 기관이 참여한 첫 대형 액체 크세논 암흑물질 지하 직접 탐사 실험이다. PandaX 실험에서는 크세논 원자를 탐사 표적으로 사용하고 “고정 위치에서 모니터링하는 방식”을 선택하여 지구 주위에 분포된 약 수천만억에 달하는 암흑물질 입자가 크세논 원자와 충돌하여 생성된 미약한 신호를 탐측하였다. 충돌 과정에서 생성된 에너지는 크세논 원자의 되튐 에너지로 전환되어 탐측기에서 발광, 발전 현상이 발생하며 또한 광 및 전기 신호는 모두 민감성 광전관에 기록된다. PandaX 실험에서는 최초로 110개의 새로운 3인치 광전자 증배관을 사용하여 기록하였다. 최근 연구 결과는 3.3만 kg의 크세논 원자가 하루에 해당 암흑물질 입자와 한번도 충돌하지 않았거나 1kg의 크세논 원자가 3.3만day 내에 암흑물질 입자와 한번도 충돌하지 않았다는 것을 구현한다. 이는 가능한 암흑물질 입자에 대하여 새로운 실험 제한을 조성하였고 아울러 해당 제한은 암흑물질 입자의 “성질”을 더욱 명확하게 하였으며 암흑물질의 이론적 연구에 아주 중요한 정보를 제공하였다. 해당 탐사 실험의 가장 어려운 점은 탐측기 중에 가능하게 다양한 외래 간섭이 존재하여 해당 간섭이 광전신호를 생성하는 것이다. 2016년 3월부터 6월말까지 약 100일간의 운행 과정에서 PandaX 탐측기는 약 3천만 차의 사건을 기록한 후 고효율적으로 식별 및 배제를 진행하였는데 이는 PandaX 탐측기는 탐측 면에서 거대한 우월성을 보유하고 있음을 말해준다. 그리고 이번 데이터 분석 과정의 가장 큰 성공은 새로운 탐측기를 이용하여 모든 탐측한 사건에 대하여 “패턴 식별”을 진행하였기에 기존에 비하여 더욱 높은 정밀도로 암흑물질 신호 및 배경 “잡음”을 식별한 것이다. PandaX에 사용한 500 kg급 탐측기는 세계에서 운행되고 있는 규모가 가장 큰 암흑물질 탐측기이며 민감도도 가장 높다. 이번 실험 과정에서 처음으로 100일 동안 운행한 후 PandaX 연구팀은 계속하여 데이터를 수집하여 더욱 높은 민감도 수준의 탐사를 진행하고 있다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2016-07/23/content_344901.htm?div=-1 |
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