전자가 다른 물질과 상호 작용하는 방법은 오른 손잡이 쿼터백으로 던져진 축구 나 왼쪽 돼지 가죽으로 던져진 축구처럼 오른쪽으로 오른쪽으로 다른 문제에 달려 있습니다. 이제 물리학 자들은 원자 핵에서 양성자와 중성자를 형성하기 위해 트리오에 결합 된 입자 인 쿼크가 동일한 무증체를 확보한다는 것을 확인했습니다.
그 결과 물리학은 새로운 입자와 힘을위한 그랜드 헌트에서 새로운 무기를 줄 수 있습니다. 현재 과학자들은 세계에서 가장 큰 원자 스매커 인 스위스의 대형 Hadron Collider (LHC)에서와 같이 거대한 새로운 입자를 존재로 폭파하려고 시도 할 수 있습니다. 또는 친숙한 입자를 매우 자세하게 연구함으로써 시도되고 진실 된 표준 모델 이외의 이국적인 새로운 것들의 미묘한 힌트를 검색 할 수 있습니다. 후자의 접근 방식에서, 새로운 실험은 물리학 자들이 특정 종류의 새로운 세력을 조사 할 수있는 방법을 제공한다고 Johannes Gutenberg University Mainz의 핵 물리학 자와 독일의 Heavy Ion Research를위한 GSI Helmholtz 센터의 핵 물리학자인 Frank Maas는 말합니다. Maas는“특정 유형의 모델의 경우이 유형의 실험은 LHC의 실험보다 훨씬 민감합니다.
물질은 4 가지 힘을 통해 상호 작용합니다 :빛과 화학적 결합을 생성하는 전자기력, 쿼크와 핵에 결합하는 강한 핵력, 베타 붕괴라고 불리는 방사성 붕괴 유형을 생성하는 약한 핵력과 중력을 생성합니다. (일부 이론가들은 다른 이론가들이있을 수있다. 일부 이론가들은 두 번째 버전의 약한 힘도 존재할 수 있다고 추측했다.) 한 번에 물리학 자들은 모든 힘이 소수의 대칭을 준수했다고 가정했다. 예를 들어, 물리적 시스템은 패리티로 알려진 대칭 인 미러 이미지와 똑같이 행동해야합니다.
그러나 1957 년에 물리학 자들은 패리티가 약한 힘에 의해 매개되는 입자 상호 작용을 유지하지 않는다는 것을 발견했다. 예를 들어, 핵에서 오른쪽 스핀스 전자를 목표로하고 튀어 오르는 것을 보았다고 가정 해 봅시다. 거울에서 작은 슈팅 갤러리를 보면 왼쪽 스핀스 전자가 대상에서 튀는 것을 볼 수 있습니다. 따라서 전자와 핵 사이의 상호 작용이 거울 대칭이라면 오른쪽 및 왼쪽 스핀스 전자의 산란이 동일해야합니다. 그리고 실제로, 그것은 음으로 하전 된 전자가 전자기력을 통해서만 양으로 하전 된 핵과 상호 작용한다면 정확히 일어날 일입니다.
그러나 전자는 또한 약력을 통해 핵과 상호 작용하여 패리티를 위반하고 거울 대칭이 아닙니다. 결과적으로, 오른쪽 스핀닝 및 왼쪽 스핀 스핀 전자는 대상을 다르게 벗어나 산란 패턴에서 약간 비대칭을 만듭니다. 이 효과는 1978 년 캘리포니아 멘로 파크의 SLAC National Accelerator Laboratory에서 1978 년에 물리학 자의 당시의 표준 모델을 강화하는 데 도움이되는 E122라는 실험에서 나타났습니다. 두 번째 약한 힘은 존재한다면 비슷한 일방적 인 결과를 제공해야합니다.
그러나 쿼크는 어떻습니까? 전자와 마찬가지로, 그들은 양성자와 중성자 내부를 압축 할 때 어떤 식 으로든 회전 할 수 있습니다. 표준 모델에 따르면, 오른쪽 및 왼쪽 스핀 쿼크는 들어오는 전자의 스핀이 뒤집힌 경우 들어오는 전자와 약간 다르게 상호 작용해야합니다. 이제 샬럿 츠빌에있는 버지니아 대학교 (University of Virginia)의 핵 물리학 자 Xiaochao Zheng과 동료들은 오늘날 자연에서보고하는 바와 같이 작은 기여를 관찰했습니다. .
그것은 위업이 아니었다. 여분의 비대칭 성을보기 위해, 들어오는 전자는 E122에서 수행 된 것처럼 입자의 샤워를 시작하지만 후속 실험에서는 그렇지 않은 것처럼 단일 쿼크를 폭파 할 수있을 정도로 핵을 강하게 치야합니다. 연구원들은 대상에 오른쪽과 왼쪽 스핀 전자의 똑같이 강렬한 빔을 번갈아 빛나게하기 위해 세심한주의를 기울여야합니다. 버지니아 주 뉴 포트 뉴스에있는 토마스 제퍼슨 국립 가속기 시설의 전자 가속기를 사용하여 연구원들은 2009 년 2 개월 동안 액체 중수소 대상으로 1,700 억 전자를 빛났다. 데이터를 크 런치 한 후, 그들은 10,000 개의 산란 된 비대칭을 측정 할 수 있었다. 결과는 표준 모델 예측에 동의합니다.
뉴욕 업 턴에있는 Brookhaven National Laboratory의 이론가 인 William Marciano는“그들은 이전에 측정하지 않은 쿼크 차원에서 근본적인 것을 측정했습니다. Maas는 결과가 그 결과만큼 흥미롭지 않다고 지적했다. "그들은 정확성 수준에서 새로운 물리학을 관찰하지 못했다"고 그는 말했다. 새로운 결과는 두 번째 약한 힘이 존재한다고 가정하는 모델을 더 엄격하게 제한한다고 Maas는 말합니다.
.측정은 도로의 끝이 아닙니다. 실험 팀의 101 명의 회원은 측정을 반복하고 정밀도를 5 배 이상 향상시키기를 희망한다고 Zheng은 말합니다. 이를 통해 훨씬 더 민감한 새로운 힘을 테스트 할 수 있다고 그녀는 말합니다. Marciano는 "이것이 첫 번째 단계 일 뿐이라는 데 동의합니다. 그는 쿼크의 비대칭 성이 표준 모델에서 너무 작아서 어떤 편차도 상대적으로 크게 보이게 할 것이라는 것이 유익 할 수 있다고 지적합니다.
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