대형 강입자 충돌기 데이터를 분석하는 연구진이 1조분의 1미터의 10억분의 1 규모에서 바텀 쿼크의 상호작용을 포착했다고 밝혔으며, 이는 암흑물질 탐색에 도움이 될 수 있다고 BBC 뉴스가 보도했다.
BBC 뉴스에 따르면 과학자들이 지금까지 탐구된 가장 작은 규모의 자연에서 신호를 포착했다. 케임브리지대 연구진이 이끈 이번 분석은 스위스-프랑스 국경의 CERN 대형 강입자 충돌기(LHC)에서 진행된 LHCb 실험 데이터를 활용했다. 충돌에서는 바텀 쿼크라는 아원자 입자가 생성되는데, 불안정해 붕괴하기 전까지 약 1.5조분의 1초밖에 존재하지 않는다. 이렇게 짧은 수명에도 연구팀은 이 입자가 1조분의 1미터의 10억분의 1 규모에서 다른 미세 입자와 상호작용하는 것을 포착했으며, BBC는 이를 원자보다 1000억 배 작은 규모라고 설명했다. 일부 물리학자는 이 영역을 '젭토버스'라고 부르며, 데이터 분석을 이끈 해리 클리프 박사는 "우리는 이 젭토버스의 문을 두드리고 있다"고 말했다.
이 결과가 중요한 이유는 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 더 완전한 이론으로 이어질 수 있기 때문이다. 암흑물질은 우주의 큰 부분을 차지하지만 연구자들은 이를 검출하는 데 어려움을 겪어 왔으며, 그 존재는 일반 물질에 미치는 중력 효과로만 추정된다. 일부 이론은 이처럼 작은 규모에서는 입자가 암흑물질에 더 민감해 쿼크의 상호작용과 붕괴에 영향을 줄 수 있다고 보며, 따라서 이 영역의 활동이 간접적 단서를 줄 수 있다. 클리프 박사는 이 연구가 새로운 입자의 행동을 가까이서 볼 수 있게 해 주지만 무엇이 있는지 알아내려면 더 많은 데이터가 필요하다고 말했다. LHCb 협력에 참여한 28개국은 이러한 붕괴의 빈도를 10배 높일 1억 5천만 파운드 규모의 검출기 업그레이드에 합의했다.
이번 발견은 영국의 연구비 삭감이라는 배경 속에서 나왔다. BBC에 따르면 영국연구혁신기구(UKRI)는 지난해 업그레이드에 대한 자국 몫의 자금을 철회했고, 이후 조드럴뱅크의 러벨 망원경을 포함한 다른 입자물리·천문학 프로젝트의 삭감도 발표했다. 전체 과학 예산은 사상 최대 수준이다. LHCb 협력을 이끄는 팀 거숀 교수는 BBC에 영국의 완전한 참여가 이제 불투명해졌으며 중요한 발견과 젊은 연구자 양성 기회를 놓칠 위험이 있다고 말했다. 팀에 속하지 않은 브라이언 콕스 교수는 이 결과가 중요하다며 결정을 비판했다. 초기 경력 연구자인 메리 리처드슨-슬리퍼 박사는 해외 일자리를 알아보고 있다고 밝혔다. UKRI는 BBC에 연간 약 1억 7500만 파운드를 내는 CERN의 두 번째 큰 재정 지원자로서 여전히 전적으로 참여하고 있다고 밝혔다.
