매일 매 1 초마다, 당신은 수조 개의 아 원자 입자들에 수조의 충격을 받고 공간의 깊이에서 샤워를합니다. 그들은 우주의 허리케인의 힘으로 당신을 날려 버리고 거의 빛의 속도로 폭발합니다. 그들은 낮과 밤낮으로 항상 하늘에서옵니다. 그들은 지구의 자기장과 너무 많은 버터처럼 우리의 보호 분위기를 관통합니다.
그러나 머리 꼭대기의 머리카락은 주름이 없습니다.
무슨 일이야?
작은 중립
이 작은 작은 총알을 중성미자라고하며, 1934 년에 뛰어난 물리학 자 Enrico Fermi가 만든 용어입니다. 이 단어는 "작은 중립적 인 것"에 대해 모호하게 이탈리아어이며, 그들의 존재는 매우 흥미로운 핵 반응을 설명하기 위해 가정되었다.
때때로 요소는 약간 불안정합니다. 그리고 만약 그들이 너무 오래 방치된다면, 그것들은 떨어져서 주기율표에서 약간 더 가벼운 무언가로 변합니다. 또한 작은 전자가 튀어 나올 것입니다. 그러나 1920 년대에 이러한 붕괴에 대한 신중하고 세밀한 관찰은 작고 잔인한 불일치를 발견했습니다. 공정 시작시의 총 에너지는 나오는 에너지보다 약간 더 컸습니다. 수학은 합산되지 않았다. 이상한.
그래서 몇몇 물리학 자들은 천 전체에서 아주 새로운 입자를 만들어 냈습니다. 잃어버린 에너지를 빼앗아 갈 것. 작은 것, 가벼운 것, 충전되지 않은 것. 탐지기를 통과 할 수있는 어떤 것도 눈에 띄지 않습니다.
조금 중립적 인 것. 중성미자.
그들의 존재를 확인하는 데 수십 년이 더 걸렸습니다. 그것이 얼마나 미묘하고 교묘하고 비열한 지입니다. 그러나 1956 년, 중성미자는 알려진, 측정되고, 확인 된 입자의 성장하는 가족에 합류했습니다.
그리고 상황이 이상해졌습니다.
좋아하는 맛
문제는 뮤온의 발견과 함께 양조를 시작했는데, 이것은 중성미자 아이디어가 시작되기 시작했을 무렵 인 1930 년대와 우연히 일어났다. 뮤온은 전자와 거의 같습니다. 같은 요금입니다. 같은 스핀. 그러나 그것은 한 가지 중요한 점에서 다릅니다. 그것은 그것의 형제, 전자보다 200 배 이상 무겁습니다.
뮤온은 자신의 특정 반응에 참여하지만 오래 가지 않는 경향이 있습니다. 인상적인 벌크 때문에 매우 불안정하고 빠르게 작은 비트의 소나기로 쇠퇴합니다 (여기서 "빠른"는 1 초 또는 2 초 이내).
그게 다 잘됐는데 왜 뮤온이 중성미자 이야기에 속합니까?
물리학 자들은 중성미자의 존재를 암시하는 붕괴 반응에 항상 전자가 튀어 나 왔으며 결코 뮤온이 없다는 것을 알아 냈습니다. 다른 반응에서는 전자가 아닌 뮤온이 튀어 나옵니다. 이러한 발견을 설명하기 위해, 그들은 중성미자가 항상 이러한 붕괴 반응에서 전자와 일치하고 다른 종류의 중성미자는 아니라고 생각했지만, 전자, 뮤온은 아직 발견되지 않은 중성미자 유형과 짝을 이루어야합니다 ... 결국, 전자 -친근한 중성미자는 뮤온 사건으로부터의 관찰을 설명 할 수 없었습니다.
그래서 사냥은 계속되었습니다. 그리고 계속. 그리고 계속. 물리학 자들이 마침내 두 번째 종류의 중성미자를 잠그는 것은 1962 년이 되어서야 이루어졌습니다. 그것은 원래 "뉴트 레토 (neutretto)"라고 불렸지만, 더 합리적인 머리는 항상 뮤온과의 반응으로 짝을 이루었 기 때문에 뮤온-뉴트리노라고 부르는 계획에 우세했다.
타오의 길
그래, 두 사람은 중성미자를 확인 했어 자연은 우리를 위해 더 많은 것을 저장 했습니까? 1975 년 스탠포드 선형 가속기 센터 (Stanford Linear Accelerator Center)의 연구원들은 단조로운 데이터의 산을 용감히 조사하여 민첩한 전자와 무거운 뮤온의 더 무거운 형제의 존재를 밝혔습니다. . 그것은 큰 입자입니다!
그래서 즉시 의문이 생겼습니다. 만약 전자, 뮤온, 타우의 세 가지 입자가 있다면이 새로운 발견 된 생물과 짝을 이루는 세 번째 중성미자가있을 수 있습니까?
그럴 수도 있고 아닐 수도있다. 아마도 두 개의 중성미자가있을 수도 있습니다. 어쩌면 네가있을 수 있습니다. 아마도 17. 자연은 이전에 우리의 기대를 정확하게 충족시키지 못 했으므로 지금 시작할 이유가 없습니다.
수십 년 동안 많은 소름 끼치는 세부 사항을 건너 뛰고 물리학 자들은 세 번째 중성미자가 존재해야한다는 다양한 실험과 관찰을 사용하여 자신을 설득했습니다. 그러나 2000 년에 2000 년이 되어서야 Fermilab에서 특별히 고안된 실험 (유머러스하게 NU Tau의 직접 관찰을위한 DONUT 실험이라고 함)은 마침내 그 결과를 얻지 못했습니다. 탐지를 정당하게 주장하기에 충분한 확인 목격.
귀신을 쫓는
그렇다면 왜 중성미자에 대해 많은 관심을 기울여야합니까? 우리는 왜 제 2 차 세계 대전 이전부터 현대 시대까지 70 년 넘게 그들을 쫓아 왔습니까? 이 작고 중립적 인 과학자들에 의해 세대의 과학자들이 왜 그렇게 매료 되었습니까?
그 이유는 중성미자가 우리의 기대 이상으로 계속 살아 있기 때문입니다. 오랫동안 우리는 그들이 존재했는지조차 확신하지 못했습니다. 오랫동안 실험에서 질량이 있어야한다는 것을 귀찮게 발견 할 때까지 우리는 그들이 완전히 질량이 없다고 확신했습니다. 정확히 "얼마나 많은가"는 현대의 문제로 남아 있습니다. 그리고 중성미자는 여행하면서 성격을 바꾸는이 성가신 습관을 가지고 있습니다. 중성미자가 비행하면서 세 가지 맛 중에서 마스크를 전환 할 수 있습니다.
물리학 자들이 굶주린 사냥을하는 무균 중성미자라고 알려진 일반적인 상호 작용에 참여하지 않는 추가적인 중성미자가 여전히있을 수 있습니다.
다시 말해 중성미자는 물리학에 대해 우리가 아는 모든 것에 지속적으로 도전합니다. 과거와 미래에 필요한 것이 있다면 좋은 도전입니다.
폴 엠. 셔터 천체 물리학 자입니다 오하이오 주립대 학교, 의 주인 우주인에게 물어보세요 과 우주 라디오의 저자 우주에서의 당신의 장소.
