실험 결과 새로운 물리학 가능성을 시사하는 이상 현상 확인

실험 결과 새로운 물리학 가능성을 시사하는 이상 현상 확인
무균 중성미자, 변칙적 결과 해석 중 물리학 기초
날짜:
2022년 6월 16일
원천:
DOE/로스 알라모스 국립 연구소
요약:
새로운 과학적 결과는 아직 확인되지 않은 새로운 기본 입자인 멸균 중성미자를 가리키거나 중성미자 십자가와 같은 표준 모델 물리학 측면에 대한 새로운 해석의 필요성을 나타낼 수 있는 이전 실험에서 볼 수 있는 이상 현상을 확인합니다. 단면은 60년 전에 처음 측정되었습니다.

새로운 과학적 결과는 아직 확인되지 않은 새로운 기본 입자인 멸균 중성미자를 가리키거나 중성미자 십자가와 같은 표준 모델 물리학 측면에 대한 새로운 해석의 필요성을 나타낼 수 있는 이전 실험에서 볼 수 있는 이상 현상을 확인합니다. 단면은 60년 전에 처음 측정되었습니다. Los Alamos National Laboratory는 Baksan Experiment on Sterile Transitions(BEST) 실험에 협력하는 미국의 선두 기관으로, 그 결과는 최근 Physical Review Letters 및 Physical Review C 저널에 발표되었습니다 .

데이터를 평가하는 팀 중 한 곳의 수석 분석가이자 Los Alamos의 물리학 부서 구성원인 Steve Elliott는 "결과는 매우 흥미롭습니다. "이것은 우리가 이전 실험에서 본 변칙성을 확실히 재확인합니다. 그러나 이것이 의미하는 바는 분명하지 않습니다. 이제 멸균 중성미자에 대해 상충되는 결과가 있습니다. 결과가 기본 핵 또는 원자 물리학이 잘못 이해되었음을 나타내는 경우에도 매우 흥미로울 것입니다. ." Los Alamos 팀의 다른 구성원으로는 Ralph Massarczyk과 Inwook Kim이 있습니다.

러시아 코카서스 산맥의 Baksan Neutrino Observatory 지하 1마일 이상에서 BEST는 크롬의 합성 방사성 동위원소인 크롬 51과 전자 중성미자의 3.4메가큐리 소스인 크롬 51의 방사선 조사 디스크 26개를 사용하여 갈륨의 내부 및 외부 탱크를 조사했습니다. , 은빛 금속은 이전 실험에서도 사용되었지만 이전에는 탱크 하나로 설정되었습니다. 크롬 51의 전자 중성미자와 갈륨 사이의 반응은 동위 원소 게르마늄 71을 생성합니다.

게르마늄 71 생산의 측정된 비율은 이론적인 모델링을 기반으로 예상보다 20-24% 낮았습니다. 그 불일치는 이전 실험에서 보인 이상과 일치합니다.

BEST는 1980년대 후반부터 로스 알라모스 국립 연구소가 주요 공헌자였던 소련-미국 갈륨 실험(SAGE)인 태양 중성미자 실험을 기반으로 합니다. 그 실험은 또한 갈륨과 고강도 중성미자 소스를 사용했습니다. 그 실험과 다른 실험의 결과는 전자 중성미자의 결핍을 나타냈으며, 이는 "갈륨 변칙"으로 알려지게 된 예상 결과와 실제 결과 사이의 불일치입니다. 결핍에 대한 해석은 전자 중성미자와 멸균 중성미자 상태 사이의 진동에 대한 증거가 될 수 있습니다.

BEST 실험에서도 동일한 이상이 반복되었다. 가능한 설명에는 멸균 중성미자로의 진동이 포함됩니다. 가상의 입자는 암흑 물질의 중요한 부분을 구성할 수 있으며, 이는 물리적 우주의 대다수를 구성하는 것으로 생각되는 물질의 미래 형태입니다. 각 탱크에 대한 측정이 예상보다 낮기는 했지만 대략 동일했기 때문에 이 해석은 추가 테스트가 필요할 수 있습니다.

이상 현상에 대한 다른 설명에는 실험에 대한 이론적 입력에서 물리학 자체가 재작업이 필요하다는 오해의 가능성이 포함됩니다. Elliott는 전자 중성미자의 단면이 이러한 에너지에서 측정된 적이 없다고 지적합니다. 예를 들어, 확인하기 어려운 단면 측정에 대한 이론적 입력은 원자핵에서의 전자 밀도입니다.

실험의 방법론은 방사선원 배치 또는 계산 시스템 작동과 같은 연구 측면에서 오류가 없는지 확인하기 위해 철저히 검토되었습니다. 실험의 향후 반복에는 더 높은 에너지, 더 긴 반감기 및 더 짧은 진동 파장에 대한 감도를 가진 다른 방사선 소스가 포함될 수 있습니다.