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연구보고서 기본정보
우주의 입자 가속기:충돌하는 은하단을 이용한 암흑물질의 성질 규명
연구보고서 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 공개여부 | |
| 사업명 | |
| 과제명(한글) | |
| 과제명(영어) | |
| 과제고유번호 | |
| 보고서유형 | report |
| 발행국가 | |
| 언어 | |
| 발행년월 | 2022-03-01 |
| 과제시작년도 |
연구보고서 개요
| 주관연구기관 | 연세대학교 |
|---|---|
| 연구책임자 | 지명국 |
| 주관부처 | |
| 사업관리기관 | |
| 내용 | |
| 목차 | |
| 초록 | 연구개요 우주에 가장 풍부하게 분포하고 있으나 가장 그 정체에 대해 무지한 암흑물질(dark matter)은 21세기 천체물리와 입자물리가 풀어야 할 큰 과제이다. 만약 인류가 태양계 크기의 입자가속기(particle accelerator)를 만들 수 있다면 그 신비를 밝히는데 큰 공헌을 할 수 있겠으나 이런 거대 규모의 가속기 건설은 현실적으로는 당연히 불가능하다. 그러나 이러한 거대 규모의 입자가속기 실험과 유사한 사건이 우주에서는 지금도 빈번하게 일어나고 있는데 바로 은하단(galaxy cluster)끼리의 충돌이다. 태양보다 100조배나 질량이 큰 두개의 은하단이 충돌할 때 발생하는 암흑물질끼리의 산란 현상은 빛이 중력에 의해 휘어지는 현상 즉 중력렌즈 기술을 이용하면 정밀하게 관측가능하다. 본 연구의 목표는 자연이 베풀어준 선물인 충돌하는 은하단(colliding cluster)을 이용하여 암흑물질의 자기 상호작용 단면적(self-interaction cross-section)을 측정하는 것이다. 이 단면적에 대한 정보는 입자물리에서 암흑물질 입자의 정체를 밝히는데 결정적 단서를 제공한다. 연구 목표대비 연구결과 1. 정밀한 약 중력렌즈 분석 (100%) - 목표한 26개 은하단 모두에 대한 약중력렌즈 분석 2. 구성 은하의 측광 및 분광 (100%) - 목표한 26개 은하단 모두에 대한 측광 - 새롭게 분광관측이 이루어진 4개 은하단에 대한 분광관측 3. 전파유적(radio relic) 연구 (100%) - 목표한 26개 은하단 모두에 대한 전파유적 연구 수행 (새로운 전파유적 발견으로 2개 은하단 추가로 초과 달성) - 전파유적의 기작을 연구하기 위한 수치실험 완료 4. 엑스레이 관측을 이용한 플라즈마 연구 (100%) - 목표한 26개 은하단 모두에 대한 엑스레이와 질량의 공간분포 분석 5. 유체역학 수치실험을 통한 충돌시나리오 재구성 방법론 개발 (100%) - 다양한 충돌시나리오에 대하여 수치실험을 진행하여 초기 조건을 결정 6. 자기상호작용을 가지는 암흑물질 수치실험 (80%) - 제한된 조건하에 수치실험을 성공적으로 수행함 *국제 SCI논문 출판 28편 *국제학회 초청강연 8건 *박사/석사 배출: 2/3건 *국제/국내 학술대회 논문발표: 19/17건 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 본 연구과제 수행을 통해 매우 흥미로운 26개 충돌하는 은하단에 대한 폭넓은 이해가 이루어졌으며 수치실험으로 전파유적 재현에 성공하였고 암흑물질 성질을 탐사할 수 있는 방법론이 개발되었다. 암흑물질의 정체는 21세기 천체물리학이 해결해야 할 가장 중요한 난제이다. 본 연구는 이 난제를 해결하는데 있어 매우 중요한 기여를 하였다. 국제학계는 충돌은하단을 이용한 암흑물질 연구에 큰 관심을 가지게 되었기 때문에 국제학계를 선도할 수 있는 중요한 발판을 마련하였다. (출처 : 요약문 2p) |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=REPORT&cn=TRKO202200013972 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) |