초록 ▼

□ 연구개요
일반물질을 대표하는 힉스 입자 질량 생성의 기원에 대한 문제와 우주에 다량 존재하는 암흑물질의 정체에 대한 문제는 물리학과 천문학을 아우르는 과학의 매우 중요한 난제들이다. 본 연구과제의 목표는 힉스와 암흑물질과의 상관관계를 찾아 암흑물질의 정체를 밝힐 토대를 마련하는 것이다. 이를 위해 암흑물질의 양자보정효과로 힉스의 질량이 생성되는 새로운 모형을 구축하고, 그 모형내의 암흑물질에 대한 입자 현상론적 제한 조건을 탐색하고 우주론적 타당성을 검증하였다. 또한 구축된 모형에서의 암흑물질과 일반물질의 여러 가지 상호작

□ 연구개요
일반물질을 대표하는 힉스 입자 질량 생성의 기원에 대한 문제와 우주에 다량 존재하는 암흑물질의 정체에 대한 문제는 물리학과 천문학을 아우르는 과학의 매우 중요한 난제들이다. 본 연구과제의 목표는 힉스와 암흑물질과의 상관관계를 찾아 암흑물질의 정체를 밝힐 토대를 마련하는 것이다. 이를 위해 암흑물질의 양자보정효과로 힉스의 질량이 생성되는 새로운 모형을 구축하고, 그 모형내의 암흑물질에 대한 입자 현상론적 제한 조건을 탐색하고 우주론적 타당성을 검증하였다. 또한 구축된 모형에서의 암흑물질과 일반물질의 여러 가지 상호작용을 시뮬레이션으로 구현하고 관측 및 실험 결과들과 비교 분석하여 암흑물질의 물리적 성질을 규명하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제의 목표는, 암흑물질이 힉스의 질량을 생성하는 메커니즘을 구현하여 힉스질량과 관련된 미세조정(계층) 문제를 해결하고 그에 상응하는 암흑물질의 물리적 특성을 파악하는 것이다.
(1) 암흑물질의 힉스 질량 미세조정 문제 해결 조건 수립
- 힉스와 암흑물질 매개체 질량에의 양자보정 효과를 상쇄할 수 있는 페르미온 암흑물질 후보를 찾고 그것의 상호작용과 관련된 물리량들의 상관관계를 도출하였다.
(2) 암흑물질의 힉스 유효 포텐셜 생성 모형 구축
- 암흑물질과 매개체의 양자보정을 통해 힉스의 질량을 생성하는 유효 포텐셜 모형을 구축하여 힉스질량 계층문제가 해결될 수 있는 암흑물질과 힉스 질량사이의 상관 관계를 도출하였다.
(3) 암흑물질 모형에 관한 이론적 허용 경계치 탐색
- 암흑물질 모형에 다양한 이론적 제한 조건(유니타리티 조건, 우주 약전 상전이 등)들을 적용하여 새로운 물리량들의 허용 가능 대역을 구하기 위해 암흑물질과 표준 모형 입자들과의 여러 가지 상호작용을 컴퓨터 시뮬레이션으로 구현하고 그 결과를 우주선 관측치, 지하실험 및 LHC 가속기 등에서의 실험치 들과 비교 분석하여 암흑물질의 물리적 특성을 파악하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
현재까지 본격적인 연구가 많이 이루어지지 않은 힉스 질량과 암흑물질의 직접 상관관계에 대한 체계적인 연구를 수행함으로써 암흑물질의 힉스질량 미세조정 문제해결에 대한 새로운 연구결과들을 도출해 내었다. 이를 통해 힉스 질량과 관련된 게이지 계층성 문제, 암흑물질의 본질, 물질-반물질 비대칭 등 표준모형으로 설명될 수 없는 많은 난제들에 대한 해결의 실마리를 마련 할 수 있고, 궁극적으로는 우주의 진화와 질량 생성의 근원에 대한 우리의 이해를 한층 높이는데 선도적인 기여를 하였다. 또한 관련된 대규모 암흑물질 관측 실험들에서의 암흑물질 검출 가능성을 높이는데 이용될 수 있으므로, 앞으로 진행될 실험들에도 가이드라인을 제시하였다.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• (1) 암흑물질의 힉스 질량 미세조정 문제 해결 조건 수립 ... 5
• (2) 암흑물질의 힉스 유효 포텐셜 생성 모형 구축 ... 6
• (3) 암흑물질 모형에 관한 이론적 허용 경계치 탐색 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 9