깊은 지하 실험 결과 이상 현상 확인: 가능한 새로운 기본 물리학

무균 중성미자, 변칙적 결과 설명 중 물리학의 기초.

새로운 과학적 발견은 이전 실험에서 보았던 변칙성을 확인하는데, 이는 아직 확인되지 않은 새로운 기본 입자인 멸균 중성미자를 가리키거나 다음과 같은 측면에 대한 새로운 설명의 필요성을 가리킬 수 있습니다. 표준 모델 물리학, 60년 전에 처음으로 측정된 중성미자 단면과 같은 것입니다. Los Alamos National Laboratory는 Baksan Experiment on Sterile Transformations(BEST)에 협력하고 있는 미국의 선두 기관으로, 그 결과는 최근 저널에 발표되었습니다. 물리적 검토 편지 그리고 물리적 검토 c.

데이터를 평가하는 팀 중 한 곳의 선임 분석가이자 Los Alamos의 물리학 부서 구성원인 Steve Elliott는 “결과는 매우 흥미롭습니다.”라고 말했습니다. “이것은 우리가 이전 실험에서 본 이상 현상을 확실히 재확인합니다. 그러나 이것이 의미하는 바는 명확하지 않습니다. 현재 다음과 같은 상충되는 결과가 있습니다. 멸균 중성미자. 결과가 기본 핵 또는 원자 물리학에 대한 오해를 나타낸다면 그것도 흥미로울 것입니다.” Los Alamos 팀의 다른 구성원으로는 Ralph Masarczyk과 Enuk Kim이 있습니다.

러시아 코카서스 산맥의 박산 중성미자 천문대 지하 깊숙한 곳에 위치한 완성된 두 갈륨 지역(왼쪽)은 전자 중성미자 소스에 의해 조사되는 내부 및 외부 갈륨 저장소를 포함하고 있다. 크레딧: AA Shikhin

러시아 코카서스 산맥의 Baksan Neutrino Observatory 지하 1마일 이상에서 인공 방사성 동위원소인 크롬 51의 방사성 원반 26개와 전자 중성미자의 3.4메가피퀴리 소스는 탱크 내부 및 외부 방사선, 연질 물질에 가장 잘 사용됩니다. , 은 금속 이전 실험에서도 단일 탱크에서 사용되었지만 이전 실험에서도 마찬가지입니다. 크롬 51의 전자 중성미자와 갈륨 사이의 반응은 동위 원소 게르마늄 71을 생성합니다.

게르마늄-71의 측정된 생산율은 이론적인 모델링을 기반으로 한 예상보다 20~24% 낮았습니다. 이 불일치는 이전 실험에서 볼 수 있는 이상 현상과 일치합니다.

BEST는 1980년대 후반부터 Los Alamos 국립 연구소가 주요 기여자였던 태양 중성미자 실험인 SAGE(소련-미국 갈륨 실험)를 기반으로 합니다. 그 실험은 또한 고밀도 갈륨과 중성미자 소스를 사용했습니다. 그 실험과 다른 실험의 결과는 전자 중성미자의 결핍을 나타냈으며, 이는 “갈륨 변칙”으로 알려지게 된 예상 결과와 실제 결과 사이의 불일치입니다. 적자에 대한 설명은 전자 중성미자와 멸균 중성미자 상태 사이의 진동의 증거가 될 수 있습니다.

26개의 방사성 크롬-51 디스크 어레이는 갈륨과 상호 작용하고 예상 속도에 대해 측정할 수 있는 속도로 게르마늄-71을 생성하는 전자 중성미자의 소스입니다. 크레딧: AA Shikhin

최선의 실험에서도 같은 이상이 반복되었다. 가능한 설명에는 멸균 중성미자의 진동이 포함됩니다. 가상의 입자는 암흑 물질의 상당 부분을 구성할 수 있으며, 이는 물리적 우주의 대부분을 구성하는 것으로 여겨지는 물질의 가능한 형태입니다. 이 해석은 각 탱크에 대한 측정이 예상보다 적기는 했지만 거의 동일했기 때문에 추가 테스트가 필요할 수 있습니다.

이상 현상에 대한 다른 설명에는 실험에 대한 이론적 입력에 오해가 있을 가능성, 즉 물리학 자체가 재구성이 필요하다는 가능성이 포함됩니다. Elliott는 전자 중성미자의 단면이 이전에 이러한 에너지에서 측정된 적이 없다고 지적합니다. 예를 들어, 확인하기 어려운 단면 측정을 위한 이론적인 항목은 원자핵의 전자 밀도입니다.

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

참조:

“멸균 변환에 대한 Baksan 실험 결과(더 나은)” V.V. Barinov et al., 2022년 6월 9일, 여기에서 볼 수 있습니다. 물리적 검토 편지.
DOI: 10.1103/ PhysRevLett.128.232501

“최상의 실험에서 무균 상태로의 전자-중성미자 전환 검색” 작성자: V. V. Barinov et al., 2022년 6월 9일, 여기에서 볼 수 있습니다. 물리적 검토 c.
DOI: 10.1103/ PhysRevC.105.065502

자금 지원: 에너지부, 과학실, 핵물리학실.