올 여름 시카고에서 8 월 3 일부터 10 일까지 전 세계의 이론가와 실험 물리학 자들이 국제 고 에너지 물리 회의 (ICHEP)에 참여할 예정입니다. 이 회의의 주요 특징 중 하나는 CERN Laboratories에서 나온 것입니다. CERN Laboratories는 입자 물리학 자들이 올해까지 LHC (Large Hadron Collider)가 생산 한 풍부한 새로운 데이터를 선보이고 있습니다.
그러나 100 개가 넘는 최신 결과를 얻을 수 있다는 흥분 속에서도 나쁜 소식도 함께 나눠야했습니다. LHC가 제공 한 모든 새로운 데이터 덕분에 8 개월 전에 나타날 가능성이있는 새로운 원소 입자가 발견 될 가능성이 사라졌습니다. 이 새로운 입자의 존재는 획기적 이었기 때문에 너무 나쁩니다!
이 입자의 표시는 CERN의 입자 탐지기 (ATLAS 및 CMS) 두 개를 사용하는 물리학 자 팀이 LHC에 의해 수행 된 충돌이 예상보다 많은 광자를 생성하고 결합 된 에너지로 750 기가 전자 볼트의. 가장 설득력있는 설명은 통계적 우연이지만, 또 다른 유쾌한 가능성이있었습니다 – 새로운 입자의 증거를보고 있었을 것입니다.
이 입자가 실제로 실제라면, Higgs boson의 더 무거운 버전 일 수 있습니다. 다른 소립자에게 질량을 제공하는이 입자는 2012 년 CERN의 연구원들에 의해 발견되었습니다. 그러나 iggs 스 보손 (Higgs boson)의 발견은 입자 물리학의 표준 모델 (지난 50 년 동안 과학적 협약이되어 왔음)을 확인했지만이 입자의 존재 가능성은 그와 일치하지 않았습니다.
더욱 흥미 진진한 또 다른 이론은이 입자가 중력의“강제 운반체”역할을하는 이론적 인 입자 인 오래전부터 추구 한 그 라비 트론이라는 것이 었습니다. 실제로라면 이 그런 다음 과학자들은 최종적으로 일반 상대성 이론과 양자 역학이 어떻게 상호 작용하는지 설명 할 수있는 방법을 갖게되었습니다. 수십 년 동안 그것들을 뛰어 넘어 모든 이론 (ToE)의 발전을 방해했습니다.
이러한 이유로, 과학계에서는이 주제에 관해 500 편이 넘는 과학 논문이 제작되어 상당한 흥분이있었습니다. 그러나 지난 몇 달 동안 제공된 방대한 양의 데이터 덕분에 CERN 연구원들은 ICEP 2016에서 금요일에 입자에 대한 새로운 증거가 없다는 것을 발표해야했습니다.
결과는 지난 12 월 처음으로 비정상적인 데이터를 발견 한 팀 대표들이 발표했습니다. 처음에 광자 쌍을 기록한 CERN의 ATLAS 검출기는 Bruno Lenzi였습니다. 한편 Chiara Rovelli는 CMS (Compact Muon Solenoid)를 사용하는 경쟁 팀을 대표하여 수치를 확인했습니다.
그들이 보여준 바와 같이, 지난 12 월에 광자 쌍의 충돌을 나타내는 수치는 그 후 플랫 라인으로 들어가서 그것이 플루크인지 아닌지에 대한 의심을 제거했다. 그러나 Tiziano Campores – C.M.S. 대변인 –에 의해 인용 뉴욕 타임즈 발표 전날에 말했듯이 팀은 이것이 가능성이 없다는 것에 대해 항상 분명했습니다.
“아무것도 보이지 않습니다. 실제로, 그 시점에서 정확히 작은 적자조차 있습니다. 너무 과대 광고를했기 때문에 실망 스럽다. [그러나] 우리는 항상 그것에 대해 매우 시원했습니다. "
이 결과는 C.M.S.가 CERN에 제출 한 논문에도 명시되어 있습니다. 같은 날에 팀. 그리고 CERN Laboratories는 ICEP 2016에서 발표 된 최신 데이터 처리를 다루는 최근 보도 자료에서 이러한 진술을 반영했습니다.
"특히 2015 년 데이터로부터 상당한 관심을 불러 일으킨 광자 쌍으로 붕괴되는 750 GeV에서의 공명에 대한 흥미로운 힌트는 훨씬 더 큰 2016 년 데이터 세트에 다시 나타나지 않았으며 따라서 통계적 변동 인 것으로 보인다."
새로운 입자의 발견이 iggs 스 보손의 발견으로 발생하는 많은 질문에 대해 약간의 조명을 줄 수 있었기 때문에 이것은 모두 실망스러운 소식이었습니다. 2012 년에 처음 관측 된 이후 과학자들은 다른 입자들에게 질량을주는 것이 그렇게“가벼울”수 있다는 점을 이해하려고 애 쓰고 있습니다.
양자 이론은 질량이 1 억 2 천 3 백만 전자 볼트 인 가장 무거운 기본 입자 임에도 불구하고 iggs 스 보손은 수조 배 더 무거워 야한다고 예측했다. 이것을 설명하기 위해, 이론 물리학 자들은 실제로 iggs 스 보손의 질량을 막는 새로운 힘, 즉 새로운 입자를 작동시키는 다른 힘이 있는지 궁금해하고 있습니다. 새로운 이국적인 입자는 아직 발견되지 않았지만, 지금까지 결과는 여전히 고무적입니다.
예를 들어, 그들은 지난 8 개월 동안 LHC 실험이 작년 한 해보다 약 5 배 더 많은 데이터를 기록한 것으로 나타났습니다. 또한 과학자들은 작년에 도달 한 새로운 수준 인 13 조 전자 볼트 (13 TeV)의 에너지에서 아 원자 입자가 어떻게 작동하는지 엿볼 수있었습니다. 이 에너지 수준은 2 년 동안 LHC에서 수행 된 업그레이드로 가능해졌습니다. 그 전에는 절반 전력으로 만 작동했습니다.
자랑 할만한 또 다른 점은 LHC가 지난 6 월에 이전의 모든 성능 기록을 능가하여 초당 10 억 건의 최고 광도에 도달했다는 사실입니다. 이 에너지 수준에서 실험을 수행 할 수 있고 이처럼 많은 충돌이 발생하면 LHC 연구원은 표준 모델 프로세스의보다 정확한 측정을 수행 할 수있을만큼 충분한 데이터 세트를 제공 할 수 있습니다.
특히, 그들은 질량이 큰 비정상적인 입자 상호 작용을 찾을 수 있으며, 이는 표준 모델 이상의 물리학, 특히 초대칭 이론 및 기타 이론에 의해 예측 된 새로운 입자에 대한 간접 테스트를 구성합니다. 그리고 그들은 새로운 이국적인 입자를 아직 발견하지 못했지만, 지금까지 LHC가 그 어느 때보 다 더 많은 결과를 생산하고 있음을 보여 주었기 때문에 그 결과는 여전히 고무적이었습니다.
그리고 iggs 스 보손의 발견으로 인해 발생하는 질문을 설명 할 수있는 것을 발견하는 것은 큰 혁신 이었지만 많은 사람들이 우리의 희망을 얻기에는 너무 이르다는 데 동의합니다. CERN 사무 총장 인 Fabiola Gianotti는 다음과 같이 말했습니다 :
“우리는 여행의 시작에 불과합니다. LHC 액셀러레이터, 실험 및 컴퓨팅의 뛰어난 성능은 몇 가지 TeV 에너지 스케일에 대한 상세하고 포괄적 인 탐색과 기본 물리학에 대한 이해의 상당한 진전을 위해 매우 우수합니다.”
당분간 우리 모두 인내심을 갖고 더 많은 과학적 결과가 나오기를 기다려야 할 것 같습니다. 그리고 우리는 적어도 현재로서는 표준 모델이 여전히 올바른 것으로 보인다는 사실에 위안을 줄 수 있습니다. 분명히 우주가 어떻게 작동하고 모든 기본 힘이 어떻게 조화를 이루는 지 파악할 때 지름길이 없습니다.
