뉴트리노 스는 광범위한 핵 과정에서 생성 된 아 원성 아 원자 입자입니다. "중립적 인 것"을 의미하는 그들의 이름은 그들이 전하를 가지고 있지 않다는 사실을 말합니다. 우주의 네 가지 기본 힘 중 중성미자는 원자의 방사성 붕괴를 담당하는 중력 및 약한 힘과 만 상호 작용합니다. 질량이 거의 없기 때문에 거의 빛의 속도로 우주를 휩쓸고지나갑니다.
빅뱅 이후 몇 초 만에 중성미자가 존재했다. 그리고 새로운 중성미자는 항성의 핵심 장, 지구의 입자 가속기 및 원자로, 초신성의 폭발적인 붕괴 동안 그리고 방사성 원소가 붕괴 될 때 항상 만들어집니다. 코네티컷 주 뉴 헤이븐에있는 예일대 학교 물리학 자 Karsten Heeger에 따르면 이것은 우주에 양성자보다 평균 10 억 배 더 많은 중성미자가 있다는 것을 의미한다.
그들의 유비쿼터스에도 불구하고, 중성미자는 입자가 포획하기가 어려워 물리학 자에게 미스터리로 남아있다. 뉴트리노 스는 마치 투명한 창문을 통과하는 광선처럼 존재하는 다른 모든 것과 거의 상호 작용하지 않는 것처럼 대부분의 물질을 통해 흐릅니다. 이 순간에 약 1,000 억 개의 중성미자가 몸의 모든 평방 센티미터를 통과하고 있지만 느끼지는 않습니다.
보이지 않는 입자 발견
뉴트리노 스는 과학적 수수께끼에 대한 해답으로 처음 자리 잡았습니다. 19 세기 후반, 연구원들은 원자 내부의 핵이 자발적으로 전자를 방출하는 베타 붕괴로 알려진 현상에 대해 수수께끼를 풀고있었습니다. 베타 붕괴는 에너지 보존과 운동량 보존이라는 두 가지 기본 물리 법칙을 위반하는 것으로 보였습니다. 베타 붕괴에서, 입자의 최종 배열은 약간의 에너지를 갖는 것으로 보였으며, 양성자는 전자의 반대 방향으로 노크되기보다는 여전히 서 있었다. 물리학 자 볼프강 파울리 (Wolfgang Pauli)는 1930 년이 되어서야 여분의 입자가 핵 밖으로 날아가서 누락 된 에너지와 운동량을 가지고 있다고 생각했다.
"나는 끔찍한 일을했습니다. 탐지 할 수없는 입자를 가정했습니다."Pauli는 친구에게 자신의 가정 된 중성미자는 너무나 귀찮아서 거의 상호 작용하지 않으며 질량이 거의 없거나 전혀 없을 것이라는 사실을 언급하면서 친구에게 말했습니다. .
25 년이 지난 후 물리학자인 Clyde Cowan과 Frederick Reines는 중성미자 검출기를 만들어 사우스 캐롤라이나에있는 원 자바 사바나 강 발전소의 원자로 외부에 배치했습니다. 그들의 실험은 원자로에서 날고있는 수백 조의 중성미자 중 몇 개를 잡아 먹을 수 있었으며, 코완과 레인은 파울리에게 자신의 확인을 알리기 위해 전보를 자랑스럽게 보냈다. 코인은 1995 년 노벨 물리학상을 수상했다.
그러나 그 이후로 중성미자는 과학자들의 기대에 부응 해왔다.
태양은 지구를 강타하는 엄청나게 많은 중성미자를 생산합니다. 20 세기 중반에 연구원들은 이러한 중성미자를 검색하기위한 탐지기를 만들었지 만, 실험 결과에 따르면 불일치가 나타 났으며, 예측 된 중성미자의 1/3 만 발견되었습니다. 천문학 자들의 태양 모델에 문제가 있거나 이상한 일이 발생했습니다.
물리학 자들은 중성미자가 세 가지 다른 맛 또는 유형으로 나올 수 있음을 결국 깨달았습니다. 일반적인 중성미자를 전자 중성미자라고하지만, 두 가지 다른 풍미도 존재합니다 : 무온 중성미자와 타우 중성미자. 그들이 태양과 우리 행성 사이의 거리를 통과함에 따라 중성미자는이 세 가지 유형 사이에서 진동하고 있습니다. 이것이 하나의 맛을 찾기 위해 고안된 초기 실험이 전체 수의 3 분의 2를 잃어버린 이유입니다.
그러나 질량이있는 입자 만이이 진동을 겪을 수 있으며, 중성미자는 질량이 없다는 초기 아이디어와 모순됩니다. 과학자들은 여전히 세 가지 중성미자 모두의 정확한 질량을 알지 못하지만, 실험에 따르면 그 중 가장 무거운 것이 전자 질량보다 0.0000059 배 이상 작아야한다고 결정되었습니다.
중성미자를위한 새로운 규칙?
2011 년 이탈리아의 OPERA (Emulsion-tRacking Apparatus) 실험을 통한 진동 프로젝트 (Oscillation Project)의 연구원들은 아마도 불가능한 기업인 빛의 속도보다 빠르게 중성미자가 이동하는 것을 감지함으로써 전 세계적으로 센세이션을 일으켰다. 언론에서 널리 보도되었지만, 그 결과는 과학계의 많은 회의론으로 환영 받았다. 1 년이 채 지나지 않아 물리학 자들은 잘못된 배선이 빛보다 빨리 발견되었다는 것을 깨달았으며 중성미자는 우주적으로 법을 준수하는 입자의 영역으로 되돌아갔습니다.
그러나 과학자들은 여전히 중성미자에 대해 많은 것을 배워야합니다. 최근 시카고 근처 Fermib National Accelerator Laboratory (Fermilab)에있는 Mini Booster Neutrino Experiment (MiniBooNE)의 연구자들은 멸균 중성미자라고 불리는 새로운 유형의 중성미자를 발견했다는 강력한 증거를 제시했다. 이러한 발견은 뉴 멕시코의 Los Alamos National Laboratory의 실험 인 Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND)에서 발견 된 초기 변칙을 확증합니다. 무균 중성미자는 알려진 물리학을 모두 뒤집습니다. 왜냐하면 중력을 제외한 거의 모든 알려진 입자와 힘을 설명하는 프레임 워크 인 표준 모델에 맞지 않기 때문입니다.
듀크 대학의 입자 물리학 자 케이트 숄 버그 (Kate Scholberg)는 MiniBooNE의 새로운 결과가 "거대한 것, 표준 모델을 넘어서는 새로운 입자, 새로운 분석 프레임 워크를 요구할 것"이라고 밝혔다.
