미지의 중성미자는 존재하지 않았다.

중성미자(뉴트리노)는 물질과는 거의 상호 작용을 하지 않는, 포착하기 어려운 소립자이다. 소립자의 표준 이론에 따르면 중성미자의 질량은 제로(0)라고 생각되어 왔다. 하지만 일본의 슈퍼카미오칸데의 검출 실험을 통해 중성미자는 미미하지만 질량을 가지고 있음이 1998년에 발견되었다. 이 중성미자의 질량을 설명하기 위해 이론적으로 도입된 미지의 소립자가 ‘비활성 중성미자’이다.

최근에는 비활성 중성미자의 존재를 검증하기 위한 탐색 실험이 진행되고 있다. 프랑스 파리-사클레 대학교의 뤼예르(D. Lhuillier) 박사를 중심으로 하는 연구팀은 원자로에서 방출되는 비활성 중성미자를 탐색하는 ‘스테레오 실험’을 통해 그 존재를 명확하게 부정했다. 연구팀은 원자로에서의 우라늄-235의 핵분열 반응에서 방출되는 반중성미자의 에너지를 높은 정확도로 측정했다. 2017년부터 2020년까지의 약 3년에 이르는, 10만 건이 넘는 현상을 상세하게 분석했지만, 비활성 중성미자의 존재를 나타내는 결과는 찾을 수 없었다고 한다.

이번 성과는 비활성 중성미자 가설을 부정했지만, 중성미자를 목표로 하는 물리학의 새로운 진전을 불러올 것이라고 연구팀은 말했다.

Nature, 2023년 1월 11일

출처: 뉴턴 2023-04