그것은 매우 나쁜 물리학 수수께끼의 시작처럼 들립니다. 나는 정말로 그렇지 않은 입자입니다. 감지되기 전에 사라지지만 볼 수 있습니다. 물리학에 대한 당신의 이해를 깨뜨려도 당신의 지식을 점검하지는 않습니다. 나는 누구입니까?
그것은 이름에서 알 수있는 것보다 더 이상한 입자 인 홀수 론이며 최근에 가장 강력한 원자 분쇄기 인 Large Hadron Collider에서 발견되었을 수 있습니다. 27km) 스위스 제네바 근처에서 울림.
그냥 복잡해
우선, 홀수 론은 실제로 입자가 아닙니다. 우리가 입자라고 생각하는 것은 일반적으로 전자, 양성자, 쿼크, 중성미자 등 매우 안정적입니다. 당신은 당신의 손에 그들의 무리를 잡고 당신과 함께 가지고 다닐 수 있습니다. 도대체 당신의 손은 문자 그대로 만들어져 있습니다. 그리고 당신의 손은 언제라도 얇은 공기로 사라지지 않을 것입니다. 그래서 우리는 아마도 기본 입자가 장기적으로 존재한다고 안전하게 가정 할 수 있습니다.
오래 지속되지는 않지만 여전히 입자라고 불리는 다른 입자가 있습니다. 수명이 짧음에도 불구하고 입자로 남아 있습니다. 그들은 자유롭고 독립적이며 어떤 상호 작용과도 별개로 스스로 살 수 있습니다. 이들은 실제 입자의 특징입니다.
그리고 소위 준 입자 (quasiparticle)가 있는데, 이것은 입자가 아닌 전체의 한 단계 일뿐입니다. 준 입자는 정확히 입자는 아니지만 정확하게 허구는 아닙니다. 그것은 단지… 복잡하다.
마찬가지로 말 그대로 복잡합니다. 특히, 초고속에서의 입자 상호 작용은 복잡해진다. 두 개의 양성자가 거의 빛의 속도로 서로 부딪 칠 때, 두 개의 당구 공이 서로 갈라지는 것은 아닙니다. 두 개의 해파리 덩어리가 서로 흔들리면서 내장이 뒤집어지고 나가기 전에 해파리로 돌아 오기 전에 모든 것이 재정렬되는 것과 같습니다.
느낌의 준
이 복잡한 혼란에서 때때로 이상한 패턴이 나타납니다. 작은 입자가 눈을 깜박일 때 생기고 사라지는데, 그 다음에 또 다른 약한 입자가 이어집니다. 때때로 이러한 입자의 번쩍임은 특정 순서 나 패턴으로 나타납니다. 때때로 그것은 전혀 입자의 섬광이 아니라 충돌의 혼합물 수프에서의 진동-일시적인 입자의 존재를 암시하는 진동입니다.
물리학 자들이 수학적 딜레마에 직면하고 있습니다. 그들은 이러한 발포성 패턴으로 이어지는 모든 복잡한 혼란을 완전히 설명하려고 시도하거나 순전히 편의를 위해 이러한 패턴은 자체적으로 "입자"이지만 음의 질량과 같은 이상한 특성을 갖는 것으로 가장 할 수 있습니다 시간이 지남에 따라 변화하는 스핀.
물리학자는 후자의 옵션을 선택하여 준 입자가 탄생합니다. 준 입자는 고 에너지 입자 충돌 중에 나타나는 짧고 비등적인 패턴 또는 에너지의 잔물결입니다. 그러나 그 상황을 수학적으로 완전히 설명하기 위해서는 많은 노력이 필요하기 때문에 물리학 자들은 몇 가지 지름길을 취하고 이러한 패턴이 자신의 입자라고 가정합니다. 수학을보다 쉽게 처리 할 수 있도록하기위한 것입니다. 따라서 준 입자는 확실히 그렇지 않더라도 입자처럼 취급됩니다.
삼촌의 농담이 실제로 재밌는 척하는 것과 같습니다. 그는 편의상 순전히 준 재미있다.
저녁 확률
특정 종류의 준 입자는 홀수 론이라고하며 1970 년대에 존재할 것으로 예상됩니다. 물질의 빌딩 블록 인 십대 입자 인 홀수 개의 쿼크가 양성자와 반 양성자 충돌 중에 잠깐 동안 존재하거나 사라질 때 나타나는 것으로 생각됩니다. 이 스 매시업 시나리오에 홀수 론이 존재하는 경우, 입자 자체와 반입자와의 충돌 사이의 단면적 (한 입자가 다른 입자를 얼마나 쉽게 부딪히는 지에 대한 물리학 용어)에 약간의 차이가 있습니다.
예를 들어, 많은 양성자를 함께 뭉개면 그 상호 작용에 대한 단면을 계산할 수 있습니다. 그런 다음 양성자-반양자 충돌에 대해이 연습을 반복 할 수 있습니다. 홀수 론이없는 세계에서이 두 단면은 동일해야합니다. 그러나 홀수 론은 그림을 바꿉니다. 우리가 홀더 론이라고 부르는 이러한 간단한 패턴은 반입자 반입자 충돌보다 입자 입자에서 더 유리하게 나타나며, 이는 단면을 약간 수정합니다.
문제는이 차이가 매우 작을 것으로 예상되므로 탐지를 요청하기 전에 수많은 이벤트 나 충돌이 필요하다는 것입니다.
이제 우리는 정기적으로 양성자와 반 양성자를 함께 뭉친 거대한 입자 충돌체를 가지고 있었고, 그러한 높은 에너지에서 그렇게해서 종종 신뢰할 수있는 통계를 얻을 수있었습니다. 아, 맞아요 : 우리는‘대형 충돌기’입니다.
3 월 26 일 프리 프린트 서버 arXiv에 게시 된 TOTEM Collaboration (고 에너지 물리학의 재미있는 전문 용어에서 TOTEM은 "TOTal 횡단면, 탄성 산란 및 회절 해리 측정 (LHC)") 다른 양성자를 분쇄하는 양성자의 횡단면과 반양성자로 튀어 나온 양성자의 단면 사이에 중요한 차이. 그 차이점을 설명 할 수있는 유일한 방법은 수십 년 전의 이승에 대한 아이디어를 부활시키는 것입니다. 데이터에 대한 다른 설명 (즉, 다른 형태의 이국적인 입자)이있을 수 있지만 홀수는 이상하게 보이는 것처럼 가장 좋은 후보로 보입니다.
TOTEM이 우주에서 새롭고 펑키 한 것을 발견 했습니까? 확실 해요 TOTEM이 새로운 입자를 발견 했습니까? 홀수 론은 자신의 입자가 아닌 준 입자이기 때문에 아닙니다. 알려진 물리학의 경계를 뛰어 넘는 데 여전히 도움이됩니까? 확실 해요 알려진 물리학을 깨뜨 립니까? 아니요. 현재 이해에 홀수가 존재할 것으로 예상 되었기 때문에.
모든 것이 조금 이상하게 보입니까?
폴 엠. 셔터 천체 물리학 자입니다 오하이오 주립대 학교, 의 주인 우주인에게 물어보세요 과 우주 라디오의 저자 우주에서의 당신의 장소.
