이탈리아 아펜니노산맥의 깊은 지하와 중국 쓰촨성 진핑산맥 아래, 그리고 미국 사우스다코타주의 한 광산 바닥에서는 우주의 비밀을 밝히기 위한 탐사가 진행되고 있다.

세 장소의 두꺼운 암반층 아래 깊숙이 격리된 공간에는 모두 액체 제논으로 채워진 거대한 검출기가 설치돼 있다. 연구진은 오랫동안 존재가 예측돼 왔지만 아직 직접 확인하지 못한 암흑물질을 최초로 검출하기 위해 이 장비들을 가동하고 있다. 암흑물질은 빛과 거의 상호작용하지 않아 직접 볼 수 없는 물질이다. 하지만 중력으로 주변 물질에 영향을 미치며 은하와 은하단 같은 우주의 거대한 구조가 형성되는 과정에 중요한 역할을 한 것으로 추정된다.

연구진이 가장 유력한 후보로 주목하는 것은 ‘약하게 상호작용하는 무거운 입자’란 뜻의 ‘윔프(WIMP·Weakly Interacting Massive Particle)’다. 이론상 윔프가 검출기 내부의 제논 원자와 충돌하면 매우 미약한 빛과 전기 신호를 남길 것으로 예상된다.

수년간 실험을 이어온 끝에 검출기에서는 최근 매우 드문 신호가 실제로 포착되기 시작했다. 처음에는 암흑물질이 마침내 발견된 것 아니냐는 기대도 나왔다. 그러나 분석 결과, 이 신호의 주인공은 암흑물질이 아니었다.