| 초록 |
연구개발 목표 우주론과 천체물리학, 입자물리학의 공통 영역에서 암흑물질 문제는 21세기 최대의 난제의 하나로 떠올랐다. 암흑우주연구실에서 기존의 윔프(WIMP) 패러다임을 넘어서 새로운 이론적 가능성을 추구하여, 그 생성 메커니즘과 실험을 통한 검증 가능성을 규명하고자한다. 특히 최근 제안된 자체 상호작용하는 암흑물질, 매우 가벼운 암흑물질 등 기존의 탐색 방법으로 검출하기 힘든 암흑물질을 이해하고, 우주론과 입자물리학의 또다른 난제인 인플레이션 우주, 중성미자의 질량문제, 우주물질 생성문제 등과 연관 지어 탐색하고 Belle 실험을 통해 검증한다. 연구개발 내용 기존의 암흑물질 탐색은 소위 약하게 상호작용하는 무거운 입자(weakly interacting massive particle, WIMP)에 초점을 두고 이루어져왔다. 하지만 최근의 놀라운 실험적 발전에도 윔프 암흑물질의 자취는 발견하지 못했다. 우리는 기존의 방법을 발전시킴과 동시에, 더욱 넓은 관점에서 암흑물질 현상을 바라보기위해 아래와 같은 주제로 연구하려한다. 1. 자체 상호작용하는 암흑물질의 이론 수립과 실험적 검증 방법 연구 ( SIDM ) 2. 매우 가벼운 암흑물질의 이론 수립과 실험적 검증 방법 연구 (Boosted Dark matter) 3. 중성미자, 맛깔 물리학과 암흑물질 이론의 연계 연구 ( 우주 물질 생성과 암흑물질 연계) 4. Belle 실험을 통한 새로운 암흑물질 탐색 (경입자 가속기에서 암흑물질 탐색) 5. 그 외에 암흑물질의 비섭동론적 효과 연구 (벡터 암흑물질의 조머펠트 효과의 정밀 계산), 인플레이션과 원시 블랙홀 연구 (힉스 인플레이션과 암흑물질) 등을 통해 암흑의 더욱 정확한 면모를 연구할 것이다. 활용 계획 및 기대 효과 1. 자체상호작용하는 암흑물질과 부스트된 암흑물질 등 새로운 암흑물질 이론의 실제 실험을 통한 검증에 연구 결과들은 유용한 가이드라인을 제시할 것이다. 2. 중성미자 물리학, 맛깔 물리학과 암흑물질 물리학의 연관 관계를 이해하여, 초기 우주의 물질 생성 메커니즘을 이해하는데 기여할 것이다. 3. 새로 가동되는 Belle2 실험에서 본 연구실의 이론가들의 연구 결과가 직접 쓰여 암흑물질 탐사에 기여할 것이다. 4. 칼루자-클라인 암흑물질 등 벡터 타입 암흑물질의 비섭동론적 성질을 고려한 정밀한 이론적 예측이 가능해질 것이다. 5. 급팽창 우주의 새로운 실험적 검증 가능성을 암흑물질 연구를 통해 보게될 것이다. 6. 연구과정에서 개발한 빅데이터 기술 및 정밀 수치계산, 시뮬레이션 기법 등은 보다 넓은 응요성을 가지게 될 것이다. (출처 : 요약문 2p) |
