중국은 ‘암흑물질’의 연구분야에서도 선두주자로 나설 채비를 갖춰 눈길을 모으고 있다.

우주개발 분야에서 괄목할만한 성과를 보이고 있는 중국이 현대물리학의 최대 난제 중 하나인 ‘암흑물질(暗黑物質·dark matter)’의 연구분야에서도 야심찬 계획을 펼쳐나가고 있다.

현대물리학에서 우리 우주는 암흑물질 23%, 암흑에너지(dark energy) 73%로 구성되어 있으며, 일반 물질은 불과 4%밖에 안된다. 암흑물질은 현재 정설로 인정되고 있지만 아직 존재를 확인한 사람은 없다. 이 때문에 발견한다면 노벨상 수상감이라는 말이 나오고 있다.

암흑물질의 존재는 빅뱅 이후 팽창을 계속하고 있는 우리의 우주가 영원히 팽창할지, 어느 순간에 다시 수축할지 하는 단서를 갖고 있다고 여겨지고 있다.

미국과 유럽, 일본이 암흑물질의 검출과 정체 해명을 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있는 가운데, 이번에는 중국이 두께 2000m가 넘는 암반밑에 실험실을 설치하고 경쟁에 뛰어들었다.

외신에 따르면 이 실험실은 쓰촨성 량산에 수력발전댐용으로 뚫었던 진빙산 터널(길이 18㎞)내에 설치됐다. 실험실은 지표로부터 깊이 2400m의 위치에 있어 세계에서 가장 깊은 실험실이다. 관측에 방해가 되는 우주선(宇宙線·cosmic rays)의 영향을 차단할 수 있단다.

중국 CCTV는 “미국, 유럽, 일본에 지하실험실이 있지만 깊이 2000m이상의 좋은 조건은 다른 곳에는 없다”고 자랑했다.

암흑물질 관측에는 칭화대와 샹하이교통대 연구진이 참가한다. 칭화대는 극저온하에서 반도체를 이용해 암흑물질의 미세한 흔적을 감지할 검출기를 설치하고, 샹하이교통대는 미국에서 활약하는 저명한 중국인연구자를 영입해 또 다른 방법으로 탐색에 나선다.

한편 일본은 도쿄대가 기후현 가미오카의 한 광산 자리에 관측시설 ‘엑스마스(XMASS)’를 설치했으며 지난해 10월에는 완성 직전의 엑스마스를 보도진에 공개했다. 약 1톤의 액체 크세논(Xenon·희유기체의 일종)을 사용한 엑스마스 검출기는 올봄부터 관측을 시작할 예정이다.

엑스마스 검출기의 감도는 기존의 암흑물질 검색실험의 감도보다 50배나 향상, 암흑물질을 직접 포착하고 발견할 가능성이 높은 것으로 보고 있다. 일본은 앞으로 규모를 확대해 20톤급의 다목적용 검출기로 확장해 나간다는 계획이다.