입자 물리학의 성경은 업그레이드를 위해 죽어 가고 있습니다. 물리학 자들은 그저 그런 일을 할 수도 있습니다 : 일부 입자와 힘은 거울을보고 스스로 인식하지 못할 수 있습니다. 그 자체로 이른바 표준 모델을 테일 스핀으로 보냅니다.
우주의 아 원자 입자 사이의 거의 모든 기본 반응은 거울에서 뒤집어 질 때 동일하게 보입니다. 물리학에서 패리티라고 불리는 거울상은 대칭 적이거나 패리티 대칭성을 가진다고한다.
물론 모든 사람이 규칙을 따르는 것은 아닙니다. 예를 들어, 다른 많은 이유로 이상한 약한 핵력과 관련된 반응은 패리티 대칭을 위반한다는 것을 알고 있습니다. 따라서 양자 세계의 다른 힘과 입자도이 영역의 규칙을 깨뜨릴 수 있습니다.
물리학 자들은 거울에서 동일하게 보이지 않아 패리티 대칭을 위반하는 이러한 다른 가상 반응에 대한 아이디어를 가지고 있습니다. 이러한 이상한 반응은 우리가 새로운 원자 물리학을 가리키게 할 수 있으며, 우리는 원자 물리학의 모든 표준에 대한 현재의 요약 인 입자 물리학의 표준 모델을 지나갈 수 있습니다.
불행히도 우리는 원자 스 매셔와 실험실에서 이러한 이상한 반응을 거의 보지 못할 것입니다. 상호 작용은 너무 드물고 약하여 다른 종류의 상호 작용에 맞게 조정 된 계측기로 감지 할 수 없습니다. 그러나 드문 예외가있을 수 있습니다. 제네바 근처에 위치한 세계 최대 원자 분쇄기 인 LHC (Large Hadron Collider)의 연구원들은 이러한 희귀 한 상호 작용을 찾고 있습니다. 지금까지는 빈손으로 나타 났지만 그 결과조차 밝혀졌습니다. 이러한 부정적인 결과는 고려에서 과일이없는 가설을 제거하는 데 도움이되며, 물리학자는 새로운 물리학 사냥에서 더 유망한 길에 집중할 수 있습니다.
거울 아 거울 아
모든 물리학에서 가장 중요한 개념 중 하나는 대칭 개념입니다. 물리학자는 단지 대칭 사냥꾼이라고 합리적으로 주장 할 수도 있습니다. 대칭은 현실의 가장 안쪽 작업을 지배하는 자연의 기본 법칙을 보여줍니다. 대칭은 큰 문제입니다.
그래서 무엇입니까? 대칭은 프로세스 또는 상호 작용에서 하나의 요소를 변경해도 프로세스가 동일하게 유지됨을 의미합니다. 물리학 자들은 그 과정이 그 변화에 대해 대칭이라고 말한다. 여기에는 많은 종류의 대칭이 있기 때문에 의도적으로 모호합니다. 예를 들어 입자에 대한 전하의 부호를 변경하거나 때때로 프로세스를 앞뒤로 실행하거나 미러 이미지 버전의 프로세스를 실행할 수도 있습니다.
거울에서 프로세스를 살펴 보는이 마지막 것을 패리티의 대칭이라고합니다. 물리학에서 대부분의 아 원자 상호 작용은 그들이 당신 앞에서 또는 거울에서 이루어 졌든 정확히 동일한 결과를 제공합니다. 그러나 약한 핵력과 같은 일부 상호 작용은 특히 그 힘과 관련된 상호 작용에서 중성미자가 생성 될 때이 대칭을 위반합니다.
뉴트리노 스는 항상 "뒤로"회전합니다 (즉, 회전축은 운동 방향에서 멀어집니다). 즉, 규칙적인 실험을 수행 할 때 생성되는 중성미자와 항 뉴트리노의 수에는 미묘한 차이가 있으며, 약한 핵력에 의존하는 거울이 벗겨진 실험과 비교됩니다.
깨진 거울
우리가 아는 한, 약한 핵력과 약한 핵력만으로는 패리티의 대칭을 위반합니다. 그러나 혼자가 아닐 수도 있습니다.
우리는 현재 이해하고있는 것 이상의 물리학이 존재해야한다는 것을 알고 있습니다. 그리고 이러한 가상의 아이디어와 개념 중 일부는 또한 패리티의 대칭을 위반합니다. 예를 들어, 이러한 이론 중 일부는 LHC가 일반적으로 검사하는 입자의 종류를 포함하는 다른 정상적인 상호 작용에서 미묘한 비대칭 성을 예측합니다.
물론 이러한 가상의 아이디어는 이국적이고 복잡하며 테스트하기가 매우 어렵습니다. 그리고 많은 경우에, 우리는 우리가 찾고있는 것을 정확히 확신하지 못합니다.
문제는 표준 모델이라고 불리는 현재 입자 세계 개념이 불완전하다는 것을 알지만 대체물을 어디에서 찾아야하는지 모른다는 것입니다. 많은 물리학 자들은 LHC가 새로운 입자, 새로운 상호 작용, 전혀 다른 무언가를 드러내어 새롭고 흥미 진진한 무언가를 우리에게 보여 주길 바라지 만 지금까지는 모든 검색이 실패했을 것으로 기대했습니다.
표준 모델을 초월한 것 (초대칭과 같은)에 대한 이전의 주요 러너 이론 중 많은 것들이 천천히 배제되고 있습니다. 이것은 패리티 대칭 위반이 유용 할 수있는 곳입니다.
표준 모델에 대한 거의 모든 일반적인 가정 확장은 약한 핵력 만 패리티 대칭을 위반한다는 제한을 포함합니다. (이것이 어떻게 작동하는지 궁금해하는 경우를 대비하여 모델의 기본 수학으로 구워졌습니다.) 즉, 초 대칭, 액시온 및 렙토 쿼크와 같은 개념은이 대칭을 원래 위치와 다른 곳에서 깨뜨리지 않습니다.
그러나 여러분, 이러한 공통된 확장이 전개되지 않는다면 우리의 지평을 넓힐 때가 될 것입니다.
패리티 백 필링
이러한 이유로 한 연구팀은 LHC에서 Compact Muon Solenoid (CMS) 실험에 의해 공개 된 데이터 캐시에서 패리티 위반을 검색했습니다. 그들은 4 월 29 일에 출판 된 연구에서 프리 프린트 서버 arXiv에 그 결과를 자세히 설명했습니다. LHC가 실제로 패리티 위반을 찾도록 설정되지 않았기 때문에 이것은 매우 까다로운 검색이었습니다. 그러나 연구원들은 다른 입자들 사이의 상호 작용에서 남은 부분을 조사함으로써 그것을 수행하는 방법을 영리하게 고안했습니다.
결과 : 패리티 위반에 대한 힌트가 없습니다. 표준 모델을위한 Hooray (다시). 이 연구가 물리학의 새로운 개척을 열지 않은 것은 실망스러운 일이지만, 향후 검색을 명확하게하는 데 도움이 될 것입니다. 만약 우리가 계속해서 약한 핵력 밖에서 패리티 위반에 대한 증거를 찾지 않는다면, 우리는 표준 모델을 넘어서는 모든 것이 주된 이론과 동일한 수학적 구조를 가져야하며 약한 핵력 만 허용한다는 것을 알고 있습니다. 거울이 다르게 보입니다.
