마침내 찾기 힘든 중성미자를 측정할 수 있는 새로운 기술: ScienceAlert

중성미자 그들은 우주 형성에 중요한 역할을 하는 풍부한 아원자 입자입니다. 처음에는 이러한 감지하기 어려운 입자는 질량이 없는 것으로 간주되었으며 최신 이론에 따르면 무게가 있어야 합니다.

이 측정값이 정확히 무엇인지는 아직 실험적으로 결정되지 않았습니다. 국제 과학자 팀이 이 작은 미스터리를 풀 수 있는 새로운 방법을 생각해냈습니다.

중성미자의 질량을 아는 것은 과학에 큰 순간이 될 것이며, 특히 초기 우주가 어떻게 처음 시작되었는지 알아내는 데 도움이 될 것입니다. 그러나 이러한 입자는 현재의 장비 및 검출기와 잘 작동하지 않았습니다.

새로운 연구에서 제안된 답은 추적에 있을 수 있습니다. 베타붕괴특히 희귀한 방사성 형태의 수소인 수소에서 삼중 수소. 이러한 자연적인 방사성 붕괴 과정을 관찰할 수 있으며, 잠재적으로 관련된 중성미자의 무게를 밝힐 수 있습니다.

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“원칙적으로 기술이 발전하고 규모가 확장됨에 따라 우리는 중성미자 질량을 결정하는 데 필요한 규모에 도달할 현실적인 기회를 갖게 되었습니다.” 그는 말한다 Pacific Northwest National Laboratory의 물리학자 Brent Vandevender.

언제 삼중 수소 붕괴하면 헬륨 이온, 전자, 중성미자라는 세 개의 아원자 입자가 형성됩니다. 과학자들은 전체 질량과 다른 입자의 질량을 알면 누락된 질량이 중성미자의 질량이기를 바라고 있습니다.

이 접근 방식은 사이클로트론 방사선 방출 분광법(CRES)으로 알려진 방법에 의존합니다. 마이크로파 방사선 전자가 자기장을 통해 이동할 때 탈출하여 관련 중성미자의 효과를 추론하는 것입니다.

“중성미자는 엄청나게 가볍습니다.” 그는 말한다 예일대 물리학자 탈리아 와이스(Talia Weiss). “전자보다 50만 배 이상 가볍습니다. 따라서 중성미자와 전자가 동시에 생성될 때 중성미자의 질량은 전자의 운동에 미미한 영향을 미칠 뿐입니다.”

“우리는 이 작은 효과를 보고 싶습니다. 따라서 전자가 얼마나 빨리 움직이는지 측정할 수 있는 매우 정확한 방법이 필요합니다.”

크리스는 이전에 사용된 적이 있습니다. 비슷한 실험에서 삼중수소 베타붕괴를 분석하고 중성미자 질량의 상한선을 결정한 것은 이번 연구가 처음이다. 게다가 CRES는 동종의 다른 어떤 기술보다 더 나은 확장성과 발전 가능성을 갖고 있습니다. 하지만 여전히 극복해야 할 상당한 기술적 장애물이 있습니다.

연구자들이 지적했듯이 중성미자 질량은 핵 물리학, 입자 물리학, 천체 물리학, 우주론을 포함한 모든 수준의 물리학에 필수적입니다. 아마도 이 입자의 무게를 측정할 때에도 우리는 완전히 새로운 물리학 분야를 다루게 될 것입니다.

“이건 다른 사람도 안 해” 그는 말한다 워싱턴 대학의 물리학자 엘리스 노비츠키(Elise Nowitzki). “우리는 기존 기술을 채택하여 약간 수정하려고 하는 것이 아닙니다. 우리는 일종의 서부 개척시대에 살고 있습니다.”

이 연구는 실제 검토 편지.