중성미자는 어디서 질량을 얻습니까? 이것은 입자 물리학의 표준 모델에서 가장 당혹스러운 것 중 하나입니다. 그러나 물리학 자 팀은 그것을 해결하는 방법을 알고 있다고 생각합니다.
여기에 문제가 있습니다 : 뉴트리노는 이상합니다. 매우 희미한 입자는 대부분 에너지가 낮고 실질이 떨어지지 않아 지구 전체를 멈추지 않고 통과합니다. 수십 년 동안 과학자들은 질량이 전혀 없다고 생각했습니다. 입자 물리학을 설명하는 표준 모델의 원래 버전에서 중성미자는 전혀 무중력이었습니다. 약 20 년 전, 그것은 바뀌었다. 물리학 자들은 이제 중성미자가 소량이지만 질량이 있다는 것을 알고 있습니다. 그리고 그들은 왜 그 질량이 정확한지 아직 확실하지 않습니다.
우리는 1 월 31 일자 Physical Review Letters 저널에 실린 새로운 논문에 따르면이 수수께끼를 풀 수 있습니다. 충분한 시간과 데이터가 주어지면, 이미 감지 할 수있는 최고 에너지 중성미자는 대량의 비밀을 풀 수 있도록 도와야합니다.
중성미자 공명 감지
뉴트리노는 다른 양의 에너지를 제공합니다. 그렇지 않으면 두 개의 동일한 입자가 얼마나 많은 에너지를 운반 하느냐에 따라 매우 다르게 행동합니다.
우리가 감지 할 수있는 대부분의 중성미자는 태양과 원자력 원자와 같은 지구상의 소수의 초 고휘도 에너지 원에서 비롯되며 상대적으로 낮은 에너지입니다. 그리고 저에너지 중성미자는 아무것도 뭉치지 않고 쉽게 덩어리를 통과합니다. 그러나 우리 지구는 또한 훨씬 높은 에너지 중성미자에 의해 공격을받습니다. 그리고 이들은 지나가는 차선에서 고속도로를 비명 지르는 트랙터 트레일러와 같은 다른 입자에 부딪 칠 가능성이 훨씬 큽니다.
2012 년에, 고 에너지 중성미자를 탐지하도록 설계된 남극 대륙에서 입자 탐지기가 온라인으로 제공되었습니다. 그러나 IceCube라는 탐지기는 직접 감지 할 수 없습니다. 대신, IceCube가 감지 할 수있는 다른 종류의 입자를 생성하는 충돌로 주변 얼음에서 물 분자와의 고 에너지 중성미자 충돌의 여파를 찾습니다. 일반적으로 이러한 파열은 지저분하여 다양한 입자를 생성합니다. 세인트루이스 워싱턴 대학교 물리학자인 공동 연구자 인 부팔 데브 (Bhupal Dev)는 공명 (resonance)이라는 과정의 결과로 때때로 매우 깨끗하다고 말했다.
중성미자가 또 다른 입자, 특히 전자에 부딪 칠 때, 때때로 Glashow 공명으로 알려진 과정을 거치게 될 것이라고 Dev는 Live Science에 공명에 의해 공명은 두 입자를 합쳐서 새로운 것으로 만들었습니다. 1959 년에 처음 제안 된 Glashow 공명은 매우 높은 에너지를 필요로하며, 2018 년 중성미자 회의에서 발표 된 연설에 따르면 2018 년 IceCube에서 단일 사례가 나타 났을 수 있습니다.
그러나 Dev와 그의 공동 저자에 따르면 다른 유형의 공명이있을 수 있습니다. 중성미자가 질량을 얻는 방법에 대한 가장 인기있는 이론 중 하나를 "지 모델"이라고합니다. 그리고 Zee 모델에서는 Glashow와 같은 또 다른 유형의 공명이 발생하여 "Zee burst"로 알려진 또 다른 새로운 입자가 생성됩니다. 그리고 그 공명은 IceCube의 감지 능력 내에 있습니다.
Zee 버스트가 발견되면 표준 모델이 급격히 업데이트되어 물리학자가 중성미자를 보는 방식을 완전히 바꿔 놓을 것이라고 Dev는 말했다.
Zee 모델은 이론에서 확고한 과학으로, 기존의 중성미자 모델은 폐기 될 것입니다.
그러나 IceCube는 특정 범위의 중성미자 에너지에만 민감하며 Zee 버스트를 생성하는 조건은 해당 범위의 바깥 쪽 가장자리에 있습니다. 시간이 주어진다면, 그러한 사건 중 하나는 향후 30 년 안에 IceCube에 의해 감지 될 것입니다.
그러나 다행히 IceCube에 대한 업데이트가 다가오고 있다고 연구원들은 지적했다. 탐지기가 훨씬 크고 민감한 IceCube-Gen 2로 업그레이드되면 (정확한 시점이 확실하지 않음) 더 민감한 장치는 단 3 년 이내에 Zee 버스트를 포착 할 수 있어야합니다. 저 밖에.
그리고 Zee 버스트가 나오지 않고 Zee 모델이 잘못되면 중성미자의 질량은 더 깊어 질 것입니다.
