이탈리아의 산 아래, 알려진 우주에서 가장 차가운 입방 미터의 과학자들은 중성미자라고 불리는 유령 입자가 자신의 반물질 파트너로 작용한다는 증거를 찾고 있습니다. 이 연구자들이 발견 한 것은 우주에서 물질과 반물질의 불균형을 설명 할 수 있습니다.
지금까지 그들은 텅 빈손으로 올라 왔습니다.
이탈리아 그란 사소 (Gran Sasso)에서 진행된 CUORE (희귀 사건에 대한 극저온 지하 관측소) 실험의 첫 두 달 동안의 최신 결과는 우주 방사선에 의해 생성되는 중성미자가 자체 반물질 파트너임을 입증하는 과정에 대한 힌트를 보여주지 않습니다. 즉, 프로세스가 발생하면 거의 10 septillion (10 ^ 25) 년에 한 번 발생하는 경우는 거의 없습니다.
이 실험의 궁극적 인 목표는 우주에서 가장 오래 지속되는 수수께끼 중 하나를 해결하는 것이며, 우리가 여기 있으면 안된다는 것을 제안하는 것입니다. 이 수수께끼는 우주를 형성하기 위해 작은 특이점이 138 억 년 이상 팽창했다고 전해지는 이론적 인 빅뱅이 50 % 물질과 50 % 반물질을 가진 우주를 가져 왔기 때문에 존재합니다.
물질과 반물질이 만나면 그들은 서로를 전멸시키고 존재하지 않게 만듭니다.
그러나 그것은 오늘날 우리가 보는 것이 아닙니다. 대신, 우리 우주는 대부분 중요하며 과학자들은 모든 반물질에 일어난 일을 발견하려고 애 쓰고 있습니다.
그것이 중성미자가 들어오는 곳입니다.
중성미자는 무엇입니까?
중성미자는 실질적으로 질량이없는 작은 기본 입자입니다. 각각은 원자보다 작지만 자연적으로 가장 풍부한 입자입니다. 유령처럼, 그들은 (중성미자조차도) 눈치 채지 않고도 사람과 벽을 통과 할 수 있습니다.
대부분의 기본 입자에는 반입 자라고하는 홀수 반물질이 있는데, 이는 반물질과 같은 질량이지만 반대 전하를 갖는 반입자입니다. 그러나 중성미자는 질량이 거의없고, 무자비하다는 점에서 독자적으로 조금 이상합니다. 물리학 자들은 자신의 반입자가 될 수 있다고 추측했습니다.
파티클이 자체의 안티 파티클로 작용할 때이를 Majorana 파티클이라고합니다.
이론적으로 물리학자인 사빈 (Sabine)은“우리가 현재 가지고있는 이론은 중성미자가 그 마조 르나 유형인지 아닌지를 말해주지 않는다. 그리고 우리는 중성미자에 관한 무언가가 없다는 것을 이미 알고 있기 때문에 매우 흥미로운 사실이다. 독일 프랑크푸르트 연구소 (Frankfurt Institute for Advanced Studies)의 동료 인 Hossenfelder는 Live Science에 말했다. CUORE의 일부가 아닌 Hossenfelder는 중성미자의 설명 할 수없는 기괴한 특징을 언급하고 있습니다.
중성미자가 Majoranas라면 물질과 반물질 사이를 전환 할 수 있습니다. 중성미자가 우주의 초기에 보통의 물질로 변형된다면, 오늘날 왜 물질이 반물질보다 중요한지, 그리고 우리가 존재하는 이유를 설명 할 수 있다고 연구원들은 말했다.
CUORE 실험
일반적인 실험실에서 중성미자를 연구하는 것은 어려운 일입니다. 다른 물질과 거의 상호 작용하지 않으며 탐지하기가 매우 어렵 기 때문에 매 순간 수십억의 사람들이 탐지되지 않습니다. 또한 다른 방사선원과 구분하기가 어렵습니다. 그렇기 때문에 물리학 자들은 지구 표면에서 약 1.6 킬로미터 떨어진 지하로 가야했는데, 거대한 강철 구체에 이탈리아 국립 원자력 물리 연구소의 Gran Sasso National Laboratory가 운영하는 중성미자 검출기가 들어 있습니다.
이 실험실은 CUORE 실험의 본거지이며, 중성미자가 더블-베타 붕괴라고 불리는 과정의 증거를 찾고 있습니다. 정상적인 이중 베타 붕괴 과정에서, 핵은 붕괴하여 2 개의 전자와 2 개의 항 뉴트리노를 방출합니다. 그러나, 중성미자가없는 이중-베타 붕괴는 어떠한 항 뉴트리노를 방출하지 않을 것이다. 이러한 항 뉴트리노는 그들 자신의 항 입자로서 작용할 수 있고 서로를 전멸시킬 것이기 때문이다.
물리학 자들은이 과정을 "보기"위해 텔 루륨 동위 원소의 방사성 붕괴 동안 방출되는 에너지 (열의 형태)를 관찰했다. 중성미자가없는 이중 베타 붕괴가 발생하면 특정 에너지 수준에서 피크가 발생합니다.
이 열 에너지를 정확하게 감지하고 측정하기 위해 연구원들은 알려진 우주에서 가장 차가운 입방 미터를 만들었습니다. 그들은 10 밀리 켈빈 (mK)에서 작동하는 거의 1,000 개의 텔 루륨 이산화물 (TeO2) 결정이있는 거대한 온도계와 비교합니다.이 화씨는 화씨 459.652도 (섭씨 273.14도)입니다.
방사성 텔 루륨 원자가 붕괴함에 따라이 검출기는 해당 에너지 피크를 찾습니다.
"중성미자가 자신의 반입 자라는 관찰은 중요한 발견이 될 것이며, 우리는 일반적으로 받아 들여지는 입자 물리학의 표준 모델을 다시 작성하도록 요구할 것입니다. 그것은 질량을 갖는 물질에 대한 새롭고 다른 메커니즘이 있음을 알려줍니다." 예일대 학교 교수 인 Heeger는 Live Science에 말했다.
CUORE가 중성미자가 자체 항 미생물제라는 것을 확실하게 보여주지 못하더라도이 연구에 사용 된 기술은 다른 용도로 사용될 수 있다고 Massachusetts Institute of Technology의 물리학 조교수 겸 CUORE 팀의 일원 인 Lindley Winslow는 말했다.
Winslow는“CUORE를 10mK로 냉각시키는 기술은 양자 컴퓨팅을위한 초전도 회로를 냉각시키는 데 사용되는 기술과 동일합니다. 차세대 양자 컴퓨터는 CUORE 스타일의 cryostat에있을 수 있습니다. 과학.
