결국 암흑물질은 보이지 않을 수도 있습니다. 숨겨진 빛을 남길 수 있습니다

요크 대학의 연구자들은 빛이 암흑 물질을 만나면 미묘하게 색이 변할 수 있다고 제안하여 암흑 물질을 직접 감지할 수 있는 잠재적인 방법을 제시합니다. 이번 발견은 암흑물질과 빛이 측정 가능한 방식으로 상호작용하지 않는다는 오랜 믿음에 도전한다.

“보이지 않는” 힘에 대한 재고

지금까지 암흑물질은 은하계를 하나로 묶고 구조를 형성하는 중력 영향을 통해서만 알려졌습니다. 빛을 방출하거나 반사하지 않기 때문에 과학자들은 전통적으로 광학 수단을 통해 감지할 수 없다고 가정해 왔습니다.

그러나 새로운 연구에서는 이러한 견해가 불완전할 수 있음을 시사합니다. 요크 팀에 따르면, 우주를 여행하는 빛은 만나는 암흑물질의 종류에 따라 약간 붉은색이나 푸른색을 띠게 될 수 있습니다. 이러한 미묘한 변화를 감지하면 우주를 지배하는 보이지 않는 물질을 연구할 수 있는 새로운 창이 열릴 수 있습니다.

입자에 대한 “6개의 핸드셰이크 규칙”

이번 연구는 ‘6회의 악수 법칙’과 유사한 개념에 기초하고 있다. 이는 두 사람이 짧은 지인으로 연결되어 있다는 생각입니다. 과학자들은 아원자 입자들 사이에서도 비슷한 일이 일어날 수 있다고 제안합니다.

암흑물질이 빛과 직접 상호작용하지 않더라도 다른 입자를 통해 간접적으로 영향을 미칠 수 있습니다. WIMP(Weakly Interacting Massive Particles)라고 불리는 특정 암흑 물질 후보는 힉스 보손과 상부 쿼크와 같은 중간 입자 사슬을 통해 연결되어 빛에 영향을 줄 수 있습니다.

어둠 속의 색의 흔적

요크대학교 물리공학기술대학의 미하일 바쉬카노프(Mikhail Bashkanov) 박사는 다음과 같이 설명했습니다. “대부분의 연구자들이 암흑 물질이 어둡다는 데 동의하기 때문에 과학계에서 묻는 것은 상당히 특이한 질문입니다. 그러나 우리는 상상할 수 있는 가장 어두운 종류의 암흑 물질조차도 여전히 일종의 색상 특성을 가질 수 있다는 것을 보여주었습니다.

“이것은 매우 흥미로운 아이디어이며 더욱 흥미로운 점은 특정 조건에서 이 ‘색’이 실제로 감지될 수 있다는 것입니다. 올바른 종류의 차세대 망원경을 사용하면 이를 측정할 수 있습니다. 이는 천문학이 암흑 물질의 본질에 대해 완전히 새로운 것을 알려줌으로써 암흑 물질 검색을 훨씬 더 간단하게 만들 수 있다는 것을 의미합니다.”

암흑물질 탐지의 새로운 방향

이 연구는 과학자들이 특정 암흑 물질 모델을 제거하고 다른 모델을 개선할 수 있도록 향후 실험에서 이러한 간접적인 상호 작용을 테스트할 수 있는 방법을 설명합니다. 팀은 또한 이러한 발견을 미래 망원경 설계에 통합하는 것의 중요성을 강조합니다.

암흑물질은 물리학의 가장 큰 미스터리 중 하나로 남아 있으며 중력을 통해서만 그 모습을 드러냅니다. 이러한 결과를 확인하면 이를 탐지하는 완전히 새로운 접근 방식이 제공되고 우주가 어떻게 결합되어 있는지에 대한 이해가 깊어질 수 있습니다.

Bashkanov 박사는 “현재 과학자들은 다양한 실험을 구축하는 데 수십억 달러를 지출하고 있습니다. 일부는 WIMP를 찾고, 다른 일부는 액시온 또는 암흑 광자를 찾는 데 사용됩니다. 우리의 결과는 우리가 하늘에서 어디를 어떻게 바라보아야 하는지를 좁혀 잠재적으로 시간을 절약하고 이러한 노력에 집중하는 데 도움이 될 수 있음을 보여줍니다.”

해당 연구는 저널에 게재되었습니다. 물리학 편지 B.