로리스 스콜라 – CEA
중성미자는 아마도 우리가 알고 있는 가장 이상한 입자일 것입니다. 그것은 다른 어떤 질량 입자보다 훨씬 더 가볍고 약력을 통해서만 다른 물질과 상호 작용합니다. 즉, 어떤 것과도 거의 상호 작용하지 않습니다. 세 가지 유형(또는 풍미)의 중성미자가 확인되었으며 개별 입자는 고정된 정체성이 없습니다. 또는 세 가지 맛 모두의 양적 중첩으로 볼 수 있으며 이러한 정체성 사이에서 진동합니다.
모든 것이 충분하지 않은 것처럼 일련의 이상한 측정 결과 약한 힘을 통해서도 상호 작용하지 않아 감지가 불가능한 네 번째 유형의 중성미자가 있을 수 있다고 제안했습니다. 이 “무균 중성미자”는 암흑 물질의 존재뿐만 아니라 다른 중성미자의 작은 질량을 설명할 수 있지만 “탐지할 수 없는” 모든 것은 그들의 존재를 직접적으로 다루기 어렵게 만듭니다.
그들의 존재에 대한 가장 강력한 힌트는 다른 맛의 중성미자를 사용한 실험에서 이상한 측정 결과에서 나옵니다. 그러나 오늘 새로운 연구는 그러한 변칙에 대한 설명으로 무균 중성미자를 배제하고 변칙이 실제임을 확신합니다.
감지할 수 없는 발견
우리는 두 가지 방법으로 입자의 존재를 감지할 수 있습니다. 다른 물질과 직접 상호 작용하거나 하나 이상의 입자로 붕괴됩니다. 이것이 멸균 중성미자를 감지할 수 없게 만드는 것입니다. 그들은 기본 입자이며 어떤 것으로도 분해되어서는 안됩니다. 그들은 또한 중력에 의해서만 다른 물질과 상호작용하며, 낮은 질량으로 인해 이 경로를 통한 탐지가 불가능합니다.
대신 중성미자 진동을 통해 감지할 수 있습니다. 알려진 속도로 특정 유형의 중성미자를 생성하는 실험을 설정한 다음 해당 중성미자를 감지하려고 시도할 수 있습니다. 무균 중성미자가 있다면, 그들이 생산한 중성미자 중 일부는 그 정체성에서 진동할 것이고, 따라서 탐지되지 않을 것입니다. 따라서 예상보다 적은 수의 중성미자를 측정하게 됩니다.
이것은 정확히 원자로에서 일어났던 일입니다. (약력에 의해 유발되는) 방사성 붕괴의 산물 중 하나는 중성미자이므로 원자로는 이러한 입자를 대량으로 생성합니다. 그러나 근처에 배치된 탐지기를 사용한 측정은 예상보다 약 6% 적은 중성미자를 포착했습니다. 무균 중성미자의 빠른 진동이 이러한 불일치를 설명할 수 있습니다.
그러나 이러한 경험은 정말 어렵습니다. 중성미자는 탐지기와 거의 상호 작용하지 않으므로 생성된 중 일부만 기록됩니다. 그리고 원자로는 믿을 수 없을 정도로 복잡한 환경입니다. 단일 방사성 동위원소의 순수한 샘플로 시작하더라도 붕괴는 빠르게 새로운 요소, 일부는 방사성 및 일부는 아닌 복잡한 뒤죽박죽으로 바꿉니다. 방출된 중성자는 또한 원자로 장비를 방사성일 수 있는 새로운 동위원소로 변환할 수 있습니다. 따라서 처음에 생산하는 중성미자의 수와 검출기에 의해 기록될 중성미자의 정확한 비율을 정확히 아는 것은 어렵습니다.
이러한 모든 이유로 중성미자 측정의 이상 현상이 실제인지 확인하기 어렵습니다. 물리학자들은 이상한 일이 일어나고 있다는 징후에 대해 관망하는 태도를 취하는 경향이 있습니다.
