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물리학 자들은 시카고 근처의 Fermi National Accelerator Laboratory의 중성미자 실험의 새로운 보고서에 감격하고 당황합니다. 미니 보네 실험은 예상보다 특정 유형의 훨씬 더 많은 중성미자를 감지했으며, 새로운 기본 입자의 존재로 가장 쉽게 설명되는 결과 :세 가지 알려진 중성미자 유형보다 더 낯선적이고 더욱 간주되는 "멸균"중성미자. 결과는 미니 보네가 특별히 이중 확인을 위해 구축되었다는 수십 년 전의 실험의 변칙적 인 결과를 확인하는 것으로 보인다.
Carnegie Mellon University의 물리학 자 Scott Dodelson은 중성미자 이상의 지속성이 매우 흥미 진진하다고 말했다. Brookhaven National Laboratory의 Anže Slosar는“실제로 무슨 일이 일어나고 있음을 나타냅니다.
.무엇에 관해서는, 아무도 말할 수 없습니다.
“이 결과에 대해 매우 기쁘게 생각하지만‘유레카!’라고 말할 준비가되지 않았습니다.
멸균 중성미자의 존재는 물리학을 가장 작은 규모에서 가장 큰 규모로 혁신 할 것입니다. 마침내 1970 년대 이후 통치 한 입자 물리학의 표준 모델을 깨뜨릴 것입니다. 도델슨은 또한“새로운 표준 우주론 모델”을 요구할 것이라고 말했다. "표준 그림에는 다른 잠재적 균열이 있습니다"라고 덧붙였습니다. “중성미자 역설은 새롭고 더 나은 모델로가는 길을 가리킬 수 있습니다.”
중성미자는 매 초마다 수십억의 몸을 통과하지만 거의 상호 작용하는 작은 입자입니다. 그것들은 끊임없이 알려진 세 가지 유형 또는 전자, 무온 및 타우라고 불리는“맛”사이에서 끊임없이 진동합니다. 미니 보네 실험은 거대한 오일 탱크를 향한 뮤온 중성미자 빔을 촬영합니다. 탱크로가는 도중에, 이들 Muon Neutrinos 중 일부는 둘 사이의 질량 차이에 의해 결정된 속도로 전자 중성미자로 변형되어야한다. 그런 다음 미니 보온은 전자 중성미자의 도착을 모니터링하며, 이는 오일 분자와 상호 작용할 때 드문 경우에 방사선의 특징적인 플래시를 생성합니다. 15 년 동안 미니 보네는 예상보다 수백 전자 중성미자를 등록했습니다.
놀랍게도 높은 숫자에 대한 가장 간단한 설명은 일부 Muon Neutrinos가 다르고 무겁고 네 번째 종류의 중성미자로 진동하고 있다는 것입니다. 이는 중성미자가 아닌 것과 상호 작용하지 않으며,이 무거운 멸균 중성미자 중 일부는 전자 중성미자로 진동한다는 것을 의미합니다. 대량 차이가 커질수록 진동 속도와 더 많은 탐지율을 규정합니다.
Los Alamos의 액체 신틸 레이터 중성미자 검출기 (LSND)는 1990 년대에 유사한 이상을 발견하여 미니 보네의 건설을 촉구했습니다. 그러나, LSND 및 미니 보온과 다르게 작용하는 다른 중성미자 실험은 추정 멸균 중성미자의 명확한 징후를 생성하지 못했다. 독일 하이델베르크의 맥스 플랑크 핵 물리학 연구소 (Max Planck) 핵 물리학 연구소 (Werner Rodejohann)는“일부 실험은 무언가를 보는 것이이 사업의 저주이다.
멸균 중성미자가 새로운 결과를 설명한다면, 물리학 자들은이 새로운 입자의 특성이 우리가 아는 다른 모든 것과 어떻게 호환 될 수 있는지 알아보기 위해 고군분투합니다. 아마도 초기 우주에서 빛의 우주 학적 관찰은 아마도 중성미자의 세 가지 맛 만 존재했음을 나타냅니다. Slosar는 LSND, 미니 보네 및 기타 모든 실험을 이해하기 위해“완전히 새로운 이론적 프레임 워크가 필요하다”고 말했다.
더욱이, 미니 보네의 데이터에 가설 적으로 적합 할 수있는 특정 멸균 중성미자는 물리학 자들이 처음부터 그러한 입자에 대해 이론화하게 한 신비를 해결하지 못한다. 충분히 무겁다면, 멸균 중성미자는 은하를 가득 채우는 보이지 않는“어두운 물질”역할을 할 수 있습니다. 그리고 그들은 Seesaw 메커니즘이라는 수학적 트릭을 통해 Electron, Muon 및 Tau Neutrinos가 왜 그렇게 가벼운 지 설명 할 것입니다. 그러나 1 전자 볼트 미만에서, 추정 미니 보온 멸균 중성미자는 이러한 다른 목적에 대한 HEFT가 부족하다. Rutgers University의 입자 물리학자인 Matthew Buckley는“우리는 1-EV 멸균 중성미자를 기대할 이유가 없을 것입니다. "이것이 우주가 과거에 새로운 입자를 추가하는 것을 막지 못했습니다."
.혼란으로 인해 많은 전문가들이 낙관론을 억제하고 미니 보네와 LSND가 모두 알려지지 않은 오류에 빠졌다고 의심했습니다. 브뤼셀 프리 대학교의 물리학자인 Freya Blekman은 실험이 미니 보네의 오일 탱크 내부에서 중성 파이온 (miniboone pions) 내부의 입자가 부패하는 속도를 체계적으로 과소 평가했을 수 있다고 주장합니다.
뉴욕 대학교의 이론적 물리학자인 닐 와이너 (Neal Weiner)는“이해할 것이 있다는 것이 분명하며, 그것이 네 번째 중성미자가되기를 바랍니다. "이것은 표준 모델을 넘어서 처음 발견 된 입자 일 것이므로 증거의 임계 값은 분명히 매우 높습니다." 지금은“나는 약간 기다리고있다.”라고 말했다.
Conrad와 그녀의 많은 동료들이 제안한 Isodar라는 실험을 포함하여보다 확실한 답변은 미래의 실험과 함께 제공 될 것입니다. 빔 끝에서 주어진 맛의 중성미자의 수를 세지 않고, 여행 할 때 다른 맛 사이에서 중성미자가 앞뒤로 흔들리는 것을 보게 될 것입니다. 콘래드는“나는 과잉이 일종의 덩어리이기 때문에 아직 돈을 베팅 할 준비가되어 있지 않다”고 Conrad는 말했다. “다른 것이 얼룩을 만들 수 있다면 어떨까요? 정말로 확신하기 위해, 나는 높은 의미로 예상되는 흔들림을보고 싶습니다.”
.Natalie Wolchover는 의 선임 작가입니다 물리 과학을 다루는 Quanta 잡지. 이전에 그녀는 인기있는 과학, LivesCienceand의 다른 출판물을 썼습니다. 그녀는 Tufts University에서 물리학 학사 학위를 받았으며 버클리 캘리포니아 대학교에서 대학원 수준의 물리학을 공부했으며 비선형 광학 분야의 여러 학술 논문을 공동 저술했습니다. 그녀의 작문은 수학 2015에 대한 Best Writing에 실 렸으며, 그녀는 2016 년 우수 통계보고 상과 2016 Evert Clark/Seth Payne Award for Young Science 저널리스트의 우승자입니다. @nattyover
