IBS 지하실험연구단의 중요한 과학적 목표는 윔프 암흑물질 직접측정과 중성미자 미방출 이중베타붕괴 신호 측정을 이용한 중성미자 질량 및 성질 연구에 있다. 이 지하실험들을 위해서는 에너지 분해능 및 문턱에너지에 탁월한 성능을 갖고 배경잡음 신호를 구별해 낼 수 있는 검출기 개발 연구가 필수적이다. 지하실험연구단의 검출기 물리 연구 그룹에서는 희귀 반응 신호 측정을 위한 저온 검출기를 개발하고 있다. 저온 검출기는 핵 및 입자 물리학 연구의 높은 에너지 분해능 검출기의 필요로 개발되었고, 현재는 사용화된 반도체 검출기의 이론적 측정한계를 월등히 넘는 성능을 구현하고 있다.
측정하고자 하는 입자가 검출기의 에너지 흡수체에 에너지를 전달하면 대부분의 에너지는 검출기의 열에너지로 변환되어 온도 변화를 주게 된다. 이는 반도체나 섬광 검출기에서도 마찬가지 현상이 나타난다. 감도가 높은 초정밀 온도계를 사용하면 온도변화 양을 정밀 측정할 수 있고, 궁극적으로 검출기에 흡수된 에너지를 정밀 측정 가능하게 한다.
자기양자센서(Metallic Magnetic Calorimeter, MMC)는 저온검출기에 쓰이고 있는 가장 감도가 높은 온도계 종류 중 하나이다. 자기양자센서는 자화(Magnetization)가 온도의 함수인 상자성 물질을 사용하여 온도계를 구성한다. Er 이 희석된 금 (Au:Er)을 센서 물질로 사용하는데, 수십 mK 에서도 상자성 성질을 유지 한다. 이는 자화를 측정하여 온도 변화를 측정하고 저온 양자 측정기술 기반으로 검출기를 구성한다는 의미로 자기양자센서라 한다. 그림 2에 자기양자센서의 구성 요소가 그려져 있다. 기본 측정원리는 에너지 흡수 온도변화 자화변화 자속변화 측정 Voltage 신호로 변환되어 측정한다.
극저온에서 CaMoO4 크리스털을 흡수체로 사용하는 검출기 연구가 진행되고 있다. 자기양자센서와의 결합하여 극저온 고 분해능 칼로리미터를 구현한다. 수 MeV 측정 영역에서 수 keV 의 분해능을 구현하고 전자신호와 알파신호간의 신호 모양과 섬광발생률이 다른 점을 이용하여 신호를 구별할 수 있는 검출기를 개발하여 AMoRE 실험목적을 구현할 수 있다.