초록 ▼

□ 연구개요
우주에는 암흑물질로 대변되는 다양한 암흑세계 입자 후보들이 있고, 그 중 많은 수는 ‘포탈’이라는 통로를 통하여 표준모형의 입자들과 약하게나마 상호작용할 수 있다. 예로 암흑광자는 벡터 포탈(광자-암흑광자의 연결)을 통하여, 액시온은 액시온 포탈(액시온-광자-광자의 연결)을 통하여 표준모형의 입자들과 상호작용할 수 있다. 벡터 포탈과 액시온 포탈의 경우에 잘 알려져 있듯이, 암흑입자의 질량과 포탈(표준모형과의 상호작용)의 크기에 따라 다양한 종류의 실험이 탐색에 사용된다. 특히 GeV 스케일이나 그 아래에서는 LH

□ 연구개요
우주에는 암흑물질로 대변되는 다양한 암흑세계 입자 후보들이 있고, 그 중 많은 수는 ‘포탈’이라는 통로를 통하여 표준모형의 입자들과 약하게나마 상호작용할 수 있다. 예로 암흑광자는 벡터 포탈(광자-암흑광자의 연결)을 통하여, 액시온은 액시온 포탈(액시온-광자-광자의 연결)을 통하여 표준모형의 입자들과 상호작용할 수 있다. 벡터 포탈과 액시온 포탈의 경우에 잘 알려져 있듯이, 암흑입자의 질량과 포탈(표준모형과의 상호작용)의 크기에 따라 다양한 종류의 실험이 탐색에 사용된다. 특히 GeV 스케일이나 그 아래에서는 LHC와 같은 고에너지 가속기 실험보다는 여러 종류의 저에너지 실험들이 중요하다. 질량이 굉장히 낮은 경우, 예로 MeV 스케일 아래에서는 천체입자물리학적인 데이터도 그 패러미터 공간에 영향을 주게된다. 본 연구과제는 연구책임자가 제안한 ‘암흑 액시온 포탈’에서 다양한 종류의 실험결과를 사용하여 패러미터 공간을 제한하고, 어떤 공간이 남는지를 정하며, 궁극적으로는 새로운 종류의 실험을 제안하여 액시온과 암흑광자의 탐색에 새로운 방법을 제시하고자 하는 것이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제를 통해서 다음을 포함한 연구를 하였다. (1) B 메존의 붕괴현상, 고정타겟을 실험, LHC, 중성미자 실험, 원자로 실험, 뮤온 g-2 등을 사용하여 새로운 포탈을 테스트할 수 있는 방법, (2) 기존의 데이터들을 사용하여 새로운 포탈의 패터미터 공간이 어떻게 제한되는지에 대한 정량적 연구, (3) 새로운 포탈과 Peccei-Quinn 대칭성의 관계, (4) 새로운 포탈이 어떻게 맥스웰 방정식을 변화시키는지 등이다. 처음의 연구 목표를 충분히 이루었다고 판단한다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
그동안의 연구에서 얻어진 결과를 사용하여 암흑 액시온 포탈을 구체적으로 실험적으로 테스트할 수 있는 방법에 대해서 실험가들과 토의하며 추진할 계획이다. 이를 실행에 옮겼을 때 특히 한국에서 지도적 위치에서 새로운 입자를 실험적으로 발견할 수 있는 여지도 크다. 또한 원자로에서의 암흑 액시온 포탈에 대해서 연구하며 획득하게 된 원자로 중성미자와 관련된 지식을 활용해 새로운 물리를 연구할 수 있는지 조사할 것이다. 연구를 통해서 우리 우주의 암흑물질을 탐색할 수 있는 새로운 방법들을 제시했다는 점에서 중요하다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 4
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 4
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 5
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 12
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 21
• 끝페이지 ... 36