물리학 자들은 오랫동안 두 개의 미스터리를 한 손으로 해결할 수있는 axion이라는 작은 입자의 존재를 가설을 세웠습니다. 그것은 쿼크, 양성자 및 중성자 내부의 기본 입자의 수수께끼의 속성을 설명 할 수 있으며 우주를 채우는 암흑 물질을 포함 할 수 있습니다. 이제 이번 주에 출판 될 논문의 저자는 Physical Review Letters 에 출판되었습니다. 도끼는 세 번째 새를 죽이는 희귀 한 돌이 될 수 있음을 보여줍니다.
뉴저지 주 프린스턴의 고급 연구 연구소의 물리학자인 Keisuke Harigaya는“우리는 미시간 대학교의 Raymond Co와 협력 한 뉴저지 프린스턴의 물리학자인 Keisuke Harigaya가 말했다.
산타 크루즈 (Santa Cruz) 캘리포니아 대학교 (University of California)에 본사를 둔 Axions의 주요 전문가 인 Michael Dine은 CO와 Harigaya의 논문을“확실히 흥미로운 제안”이라고 불렀습니다.“내 지식이없는 우주론에서는 axion이 중요한 방법을 암시하는 방법을 제안합니다.”
.Axiogenesis라는 이름의 새로운 아이디어는 Axion에 대한 실험적 검색에 더 동기를 부여 할 수 있습니다. 워싱턴 대학교의 ADMX 실험을 포함한 이들 중 일부는 이미 진행 중이며 다른 일부는 전 세계 실험실에서 계획되거나 건설 중입니다.
.이 입자에 대한 아이디어는 물리학 자 Roberto Peccei와 Helen Quinn의 연구에서 나왔는데, 1977 년에 모든 공간에 스며드는 에너지 분야를 구상했습니다. 그들은이 에너지 분야가“강한 CP 문제”를 해결할 것이라는 것을 보여 주었다. 이 문제는 강한 원자력이 왜 거울에 반영된 골동품에 영향을 미치는 것과 같은 방식으로 쿼크에 영향을 미치는지 묻습니다. 즉, 힘이 전하 부부 (또는 CP) 대칭을 존중하는 이유입니다. 이 질문은 강한 힘을 설명하는 방정식의 특정 각도가 0의 값을 갖는 이유를 묻는 것으로 줄어 듭니다. 각도 (θ 또는 세타)는 쿼크와 미러 이미지 골동품의 차이를 나타냅니다. 약한 원자력과 관련된 비슷한 각도의 값은 약 43.5도입니다. 그러나 θ는 0.000000001도 미만으로 측정되었습니다.
Peccei와 Quinn의 분야는 우주의 탄생시 θ가 자연스럽게 0으로 떨어질 수있었습니다. 노벨상을 수상한 물리학 자 Frank Wilczek과 Steven Weinberg는이 분야의 관련 입자를 연구했으며 Wilczek은 세탁 세제 브랜드로 Axion을 지명했습니다. 연구원들은 나중에 보이지 않는 axion 입자가 코스모스의 5/6 분의 1 인 암흑 물질에 적합한 특성을 가질 수 있음을 깨달았습니다. axion은 이제 암흑 물질의 주요 후보 중 하나이며 강력한 CP 문제에 대한 가장 잘 알려진 해결책입니다.
그러나 우주가 탄생 한 후 1 초의 일부는 θ가 0으로 정착 한 반면, 또 다른 신비한 일이 일어났다. 이런 일이 일어나지 않았다면, 같은 양의 물질과 반물질이 서로를 소멸시킬 것이고 우리는 존재하지 않을 것입니다.
버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)에서 대학원생이자 박사후 (각각)로 대학원생이자 박사후 공동 작업을 시작한 공동과 하리 가야 (Co and Harigaya)는 우주가 탄생 한 후 수십억 분의 1 초가 안정적인 상태로 정착함에 따라 θ는 제로로 똑바로 떨어지지 않았다는 것을 발견했다. 오히려, 그것은 길을 따라 0과 360도 사이에 순환했을 수 있습니다. 이로 인해 Axion 필드가 회전하여 반물질에 초과 물질을 생성했을 것입니다.
axion 필드의 회전이 물질-항만 비대칭을 설명 할 수있는 방법을 이해하려면 와인 병의 바닥을 묘사하거나 Peccei와 Quinn이 선호하는 것처럼 멕시코 모자가 정말 큰 챙을 겨냥하십시오. 이것은 axion 필드를 정의하는 수학적 함수의 모양입니다. θ는 모자 주위의 각도 위치에 해당하며 모자의 크라운 또는 측면의 높이는 현장의 에너지의 양을 반영합니다.
.Axion 필드가 초기 우주에서 이론적으로 일어 났을 때, 그 효과는 멕시코 모자의 가장자리에 대리석 착륙과 같았습니다. 대리석의 위치는 필드의 특성을 반영합니다.
당연히, 대리석은 챙을 모자의 중심쪽으로 굴립니다. Peccei와 Quinn의 계산에 따르면 필드를 정의하는 수학적 함수 인 모자는 대리석이 자연스럽게 0 도의 각도 위치에서 모자의 가장 낮은 지점에 자연스럽게 정착하게하는 방식으로 기울어 질 것임을 보여주었습니다. (대리석은이 최소값 주위에 진동하여 Axion Dark Matter를 생성합니다.) 멕시코 모자는이 모델에서 θ의 다른 값이 에너지 비용이 있기 때문에 0의 방향으로 기울어집니다.
.새로운 작품에서 Co와 Harigaya는 모자가 Peccei와 Quinn이 구상 한 것처럼 보이지 않을 것이라고 주장합니다. 70 년대 후반부터 연구원들은 다른 분야의 입력없이 대부분 진공 상태에서 모자를 연구했습니다. 그러나 Co와 Harigaya는 이제 양자 중력 연구자들에 의해 점점 더 뒷받침되는 추측을 알고 자연에 완벽하거나 "글로벌"대칭이 없을 수도 있습니다. 이로 인해 Axion 필드를 정의하는 수학적 기능은 완벽하게 똑같이 보일 수 없었습니다. 다른 양자 력과 들판은 모자의 가장자리를 흔들리는 방식으로 Axion 필드에 영향을 미쳤어 야합니다.
그 흔들림은 대리석이 챙의 측면을 굴러 가면서 θ =0의 위치에서 똑바로 떨어지지 않을 것이라는 것을 의미합니다. 대신, 대리석은 흔들림에 의해 옆으로 차게 될 것이며, 이것은 모자 주위를 굴러 가면서 각도 좌표 θ 사이클링이 0과 360 사이의 순환을 점진적으로 보내면서 다른 수속과의 상호 작용에서 마찰을 경험할 수 있습니다. Axion Field의 운동 에너지는이 다른 필드로 쏟아져 입자를 일으킬 것입니다.
대리석은 한 방향으로 반대 방향으로 회전했기 때문에 다른 쪽이 아닌 한 방향으로 회전했기 때문에 마이너스 부호 대신 입자 물리 방정식에 플러스 징후를 주입하여 반물질 상대 대신 전자와 전자 유사 입자를 생성합니다. 이 전자 과잉은 오늘날 관찰 된 엄청난 쿼크 잉여를 초래할 것입니다. Co는“오른쪽 회전 방향과 오른쪽 표시를 얻는 데있어“우리가 반 열반적이어야한다고 말할 수있다”고 Co는 말했다. "그러나 우리가 다른 방향으로 가려면 여전히 반물질 대신에 스스로를 스스로라고 부를 것입니다."
.Co와 Harigaya는 회전하는 axion 필드와 θ의 주기적 진화에 대해 생각하면“우리는 나머지 부분이 거의 자동이라는 것을 깨달았습니다. "우리는 단지 계산을 수행하여 axion 회전에서 쿼크, 쿼크에 이르기까지 전달 속도가 얼마나 효율적인지를 알 수 있습니다."
.Co와 Harigaya의 Axiogenesis 모델은 Higgs Boson과 관련된 새로운 입자의 존재를 예측하지만 10 배나 무겁습니다. 이러한 입자는 Axion Field의 원시 진화 중에 적시에 모든 일이 일어나도록하기 위해 필요합니다. Harigaya는“우리가 우리가 찾은 새로운 역학에 의해 암흑 물질과 물질-항만 비대칭이 모두 설명 될 것을 요구한다면,이 새로운 iggs와 같은 보손의 존재는 실제로 [확고한] 예측이다. "
는 말했다.예측 된 입자는 유럽의 대형 Hadron Collider에 의해 발견 되기에는 너무 방대하지만, 2027 년에 시작될 예정이거나 미래의 고 에너지 입자 충돌기로 계획된 고음성 LHC로 빛날 수 있습니다.
.입자가 나타나지 않더라도 CO와 Hariyaga 모델의 변화는 다른 예측을 할 수 있습니다. DINE에 따르면, 회전 axion 필드는 비교적 간단한 아이디어이지만 관련된 계산은 복잡합니다. 그는 이렇게 말했습니다.“저에게 새로운 것은이 움직임에 대해 최소한으로 점차적으로 생각해야 할 것이 아니라 멕시코 모자 주위에 axion이 휘핑 될 가능성과 어떤 결과를 얻을 수 있다는 말입니다.”
.Dine은 새로운 논문이“내 자신의 작품에 영향을 미칠 것”이라고 말했다. 그리고 그는 Axion 운동이 자연스럽게 올바른 물질-방지기 비대칭 성을 생산하면서 적절한 양의 암흑 물질을 생성하고 강한 CP 문제를 불러 일으키는 강력한 CP 문제를 해결하는지“특히 이해하기가 궁금해 할 것”이라고 말했다.
그러나 강력한 힘에 관한 관련없는 작업으로 노벨을 획득 한 Axion Pioneer 인 Wilczek은 Co와 Harigaya의 공동 발생 제안을 상당히 비 전통적이고 투기적인 것으로 간주합니다. Wilczek은 θ의 가치가 바뀌는 아이디어는“얼굴의 방정식을 만족시키지 못한다”고 말했다. 그러나 그는“그들은 아마도 축 방정식이 옳지 않다고 말한다”고 웃음을 인정했다. Wilczek은 Co와 Hariga가 자신의 축제에 대한 설득력있는 증거를 보지 못한다고 말했다.
그러나 Axion이 자연에 대한 두 가지 주요 퍼즐을 잠재적으로 해결할 수 있는지 여부는 다음과 같이 말했습니다.“아마도 기본 물리학에서 가장 중요한 실험은 Axions를 찾는 것입니다. 그리고 이것이 격려한다면, 그게 다행입니다.”
