올해 초, 한 국제 과학자 팀은 빛의 속도보다 빠른 속도로 더 작지만 0이 아닌 질량을 가진 작은 입자 인 중성미자를 발견했다고 발표했습니다. 전화에 응답 한 한 물리학자는 Dr. Ramanath Cowsik입니다. 그는 실험에서 가벼운 중성미자보다 빠른 존재에 도전하는 치명적인 결함을 발견했습니다.
수퍼 루미 날 (가벼운 것보다 빠른) 중성미자는 스위스 제네바에있는 CERN 물리 연구소와 이탈리아 그란 사소에있는 Laboratori Nazionali del Gran Sasso의 공동 작업 인 OPERA 실험의 결과입니다.
중성미자는 CERN의 원점에서 Gran Sasso의 탐지기로 지구를 통해 730km (약 450 마일) 이동하면서 중성미자의 시간을 측정했습니다. 연구진은 중성미자가 진공 상태에서 빛의 속도로 여행하는 것보다 그랜 사소 (Gran Sasso)에 60 나노초 빨리 도착했다는 사실에 충격을 받았다. 요컨대, 그들은 초 강판 인 것처럼 보였다.
이 결과는 물리학의 문제 나 획기적인 문제를 야기했습니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 질량을 가진 입자는 빛의 속도에 가까울 수 있지만 도달 할 수는 없습니다. 중성미자는 질량이 있기 때문에 초 강성 중성미자는 존재하지 않아야합니다. 그러나 어쨌든 그들은 그렇게했습니다.
그러나 Cowsik은 중성미자의 기원에 의문을 제기했다. OPERA 실험은 양성자를 고정 된 표적으로 부딪쳐서 중성미자를 생성했습니다. 이로 인해 터널에 자기 적으로 초점을 맞춘 불안정한 입자의 펄스가 생겨서 중성미자와 뮤온 (또 다른 작은 기본 입자)으로 붕괴되었습니다. 뮤온은 결코 터널을 넘어 가지 않았지만 귀신이 벽을 통과하는 것처럼 물질을 빠져 나갈 수있는 중성미자는 계속해서 Gran Sasso쪽으로 갔다.
Cowsik과 그의 팀은 OPERA 실험의 첫 단계를 면밀히 검토했습니다. 그들은“피온 붕괴가 에너지와 운동량이 보존된다고 가정 할 때 초강수 성 중성미자를 생성 할 수 있을지 여부”를 조사했다. OPERA 중성미자는 에너지는 많지만 질량은 거의 없었기 때문에 실제로 빛보다 더 빠르게 움직일 수 있는지에 대한 문제가있었습니다.
Cowsik과 그의 팀은 파이온 붕괴로 생성 된 중성미자가 빛보다 빠르게 이동하면, 피온 수명이 길어지고 각 중성미자는 뮤온과 공유하는 에너지의 작은 부분을 운반 할 것이라는 점을 발견했습니다. 물리학의 현재 프레임 워크 내에서, 슈퍼 루미 날 중성미자는 생산하기가 매우 어려울 것입니다. 코식은“더 많은 것들은 피온 에너지가 증가 할 때만 증가 할 것”이라고 설명했다.
Cowsik의 이론적 결론에 대한 실험적인 점검이 있습니다. 중성미자를 생산하는 CERN의 방법은 우주 광선이 지구 대기에 닿으면 자연스럽게 복제됩니다. IceCube라는 관측소는 남극 대륙에서 자연적으로 발생하는 중성미자를 관찰하기 위해 세워졌습니다. 중성미자는 다른 입자와 충돌 할 때 거의 2.5 킬로미터 (1.5 마일) 두께의 맑은 얼음 덩어리를 통과 할 때 빛의 흔적을 남기는 뮤온을 생성합니다.
IceCube는 OPERA 실험의 일부로 생성 된 것보다 10,000 배 높은 에너지를 가진 중성미자를 감지하여 Cowsik이 부모 pion의 에너지 수준이 높아야한다는 결론을 내 렸습니다. 에너지와 운동량 보존 법칙에 근거한 그의 팀의 계산에 따르면,이 피온의 수명이 너무 길어서 초 강성 중성미자로 붕괴 되기는 어렵다는 것이 밝혀졌습니다.
Cowsik이 설명했듯이 IceCube의 고 에너지 중성미자 탐지는 표준 물리학에 따라 피온이 쇠퇴한다는 것을 나타내지 만 중성미자는 빛의 속도에만 접근합니다. 그들은 그것을 초과하지 않을 것입니다.
출처 : Pions는 더 가벼운 뉴트리 노스로 더 빨리 붕괴하기를 원하지 않습니다
