.Simulating Galaxy Formation in Mesmerizing Detail for Clues to the Universe
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.Is the Great Neutrino Puzzle Pointing to Multiple Missing Particles?
위대한 중성미자 퍼즐이 여러 개의 누락된 입자를 가리키고 있습니까?
수년간 상충되는 중성미자 측정 결과 물리학자들은 보이지 않는 입자의 "암흑 영역"을 제안하게 되었습니다. 이 영역은 암흑 물질, 우주의 수수께끼 같은 팽창 및 기타 신비를 동시에 설명할 수 있습니다. 중앙에 중성미자를 나타내는 큰 구체가 있는 미로의 그림. 손전등을 든 사람들이 길을 탐색합니다.
많은 중성미자 물리학자들은 자신이 미로를 헤매고 있다고 느끼며, 어떤 실을 따라야 하고 어떤 것이 자신을 잘못된 길로 인도할지 확신하지 못합니다. 반물질암흑 물질실험 물리학중성미자입자 물리학물리학표준 모델이론 물리학모든 주제 얽히다 1993년, 뉴멕시코의 로스 알라모스 국립 연구소 지하 깊숙한 곳에서 버스 크기의 기름 탱크 내부의 몇 번의 섬광이 아직 결론에 이르지 못한 탐정 이야기를 시작했습니다. 액체 신틸레이터 중성미자 탐지기(LSND)는 알려진 모든 소립자 중에서 가장 가볍고 가장 찾기 힘든 중성미자에 의해 생성되는 폭발적인 방사선을 찾고 있었습니다.
실험의 리더 중 한 명인 Bill Louis는 "놀랍게도 그것이 우리가 본 것입니다."라고 말했습니다. 문제는 그들이 너무 많이 보았다 는 것입니다 . 이론가들은 중성미자가 다양한 천체 관측을 설명하는 가설인 그들이 날아갈 때 유형 사이에서 진동할 수 있다고 가정했습니다. LSND는 세 가지 알려진 유형 중 하나인 뮤온 중성미자 빔을 오일 탱크를 향해 겨냥하고 거기에 도달한 전자 중성미자의 수를 세어 이 아이디어를 테스트하기 시작했습니다. 그러나 Louis와 그의 팀은 단순한 중성미자 진동 이론이 예측한 것보다 훨씬 더 많은 전자 중성미자가 탱크에 도달하는 것을 감지했습니다. 그 이후로 수십 개의 중성미자 실험이 더 이루어졌으며, 각각은 마지막 실험보다 더 컸습니다.
산, 사용하지 않는 광산 동굴 및 남극 아래의 얼음에서 물리학자들은 이 악명 높은 미끄러운 입자에 대성당을 세웠습니다. 그러나 이러한 실험이 모든 각도에서 중성미자를 조사하면서 입자가 어떻게 행동하는지에 대한 상충되는 그림을 계속 산출했습니다. "그 음모가 계속 두꺼워지고 있어요." 루이스가 말했다. “매우 혼란스러운 이야기입니다. 나는 그것을 갈래 길의 정원이라고 부릅니다.”라고 하버드 대학의 중성미자 물리학자인 Carlos Argüelles-Delgado가 말했습니다 .
호르헤 루이스 보르헤스(Jorge Luis Borges)의 1941년 단편 소설에서 시간은 무한한 수의 가능한 미래로 분기됩니다. 중성미자의 경우 모순된 결과가 이론가들을 다양한 경로로 내몰았고, 어떤 데이터를 신뢰해야 하고 어떤 데이터가 그들을 잘못된 길로 이끌지 확신하지 못합니다. Argüelles-Delgado는 "여느 탐정 이야기와 마찬가지로 단서를 보고 잘못된 방향으로 가는 경우가 있습니다.
1993년 Los Alamos 국립 연구소의 액체 신틸레이터 중성미자 검출기는 중성미자 검출의 불가사의한 현상금을 보고했습니다. 엔지니어인 릭 볼튼(Rick Bolton)은 광유로 채워진 탱크 내부의 중성미자 상호작용으로부터 빛을 감지하는 광전자 증배관 사이에 무릎을 꿇고 있는 모습을 보여줍니다. 로스 알라모스 국립 연구소 LSND 이상 현상에 대한 가장 간단한 설명은 새로운 규칙에 따라 모든 중성미자 유형을 뒤섞는 새로운 네 번째 종류의 중성미자, 즉 불임 중성미자라고 불리는 종류가 있다는 것입니다.
멸균 중성미자는 뮤온 중성미자가 오일 탱크까지의 짧은 거리에서 전자 중성미자로 더 쉽게 진동하도록 합니다. 그러나 시간이 지남에 따라 멸균 중성미자는 다른 실험의 결과에 맞지 않았습니다. Arguelles-Delgado는 "우리는 챔피언 이론을 가지고 있었지만 다른 곳에서는 비참하게 실패했다는 것이 문제였습니다."라고 말했습니다. “우리는 깊은 숲 속에 있었고, 우리는 밖으로 나와야 했습니다.” 물리학자들은 자신들의 발자취를 되짚어봐야만 하는 상황에서 혼란스러운 힌트와 절반의 결과 뒤에 무엇이 있는지 다시 생각하고 있습니다.
-최근 몇 년 동안 그들은 불임 중성미자보다 더 복잡한 새로운 이론을 고안했지만, 맞다면 중성미자 진동 데이터의 이상 현상과 물리학의 다른 주요 미스터리를 동시에 해결하여 물리학에 혁명을 일으키게 될 것입니다. 특히, 새로운 모델은 암흑 물질을 설명할 수 있는 무거운 추가 중성미자를 가정합니다. 암흑 물질은 정상 물질보다 4배 더 풍부한 것으로 보이는 은하를 둘러싸고 있는 보이지 않는 물질입니다. 이제 어제 시카고 근처의 페르미 국립 가속기 연구소(Fermi National Accelerator Laboratory) 의 MicroBooNE 실험 과 남극 의 IceCube 탐지기의 또 다른 최근 연구에 의해 발표된 4개의 분석 에 따르면 이러한 더 복잡한 중성미자 이론이 올바른 궤도에 있을 수 있음을 시사합니다. 하지만 미래는 아직 멀었습니다. 클리어에서. Argüelles-Delgado는 "무언가가 공중에 떠 있는 것 같은 느낌이 듭니다."라고 말했습니다. “발견을 지향하는 매우 긴장된 환경입니다.”
필사적인 구제책 1930년 볼프강 파울리(Wolfgang Pauli)는 방사성 붕괴 동안 에너지가 어디로 사라지는지를 설명하기 위해 중성미자의 존재를 가정했을 때 그것을 "절망적인 치료법"이라고 불렀습니다. 그의 이론적 구성에는 질량이나 전하가 없었기 때문에 실험이 그것을 감지할 수 있을지 의심스러웠습니다. 그는 당시 자신의 저널에 “이론가라면 절대 해서는 안 되는 일”이라고 적었다. 그러나 1956년 LSND와 다르지 않은 실험 에서 중성미자는 . Triumph는 물리학자들이 입자의 자연적 원천인 태양에서 오는 중성미자를 감지하고 별의 핵 반응에 대한 이론적인 모델에서 예측한 수의 절반도 되지 않는 것을 발견했을 때 곧 혼란에 빠졌습니다. 1990년대에 이르러 중성미자가 이상하게 행동한다는 것이 분명해졌습니다.
태양 중성미자는 신비하게 사라진 것처럼 보였을 뿐만 아니라 우주선이 상층 대기와 충돌할 때 지구로 떨어지는 중성미자도 사라졌습니다. 이탈리아 물리학자 브루노 폰테코르보(Bruno Pontecorvo)가 이전 에 제안한 한 가지 해결책 은 중성미자가 형태를 바꾸는 물질이라는 것이었습니다. 많은 기본 입자 와 마찬가지로 전자, 뮤온 및 타우 중성미자의 세 가지 유형이 있습니다. 따라서 Pontecorvo는 사라지는 행동을 취하기보다 중성미자가 여행하는 동안 이들 종 사이에서 변형할 수 있다고 제안했습니다. 예를 들어, 태양에 의해 휘발된 전자 중성미자 중 일부는 뮤온 중성미자로 변하여 사라지는 것처럼 보일 수 있습니다. 시간이 지나면서 이론가들은 태양과 하늘에서 오는 데이터와 일치하는 이동 거리와 에너지에 따라 중성미자가 유형 간에 어떻게 진동하는지 설명했습니다.
그러나 모양이 변하는 중성미자에 대한 아이디어는 많은 물리학자들이 이해하기 어려웠습니다.
-수학은 3가지 중성미자 각각이 3가지 다른 질량의 양자역학적 혼합인 경우에만 작동합니다. 그러나 알려진 기본 입자와 힘을 설명하는 잘 검증된 일련의 방정식인 입자 물리학의 표준 모델은 중성미자를 질량이 없는 것으로 분명히 간주합니다. 태양과 대기는 복잡하기 때문에 LSND는 전용 중성미자 소스를 사용하여 형태 변화에 대한 보다 확실한 증거를 찾기 위해 만들어졌습니다. 연구원들은 곧 그것을 찾았습니다. "우리는 매주 후보자를 받고 있었습니다."라고 Louis가 말했습니다. 1995년 New York Times 는 첫 페이지에 실험의 형태를 바꾸는 중성미자에 대한 기사를 실었습니다 . LSND 실험의 비평가들은 검출기의 오류 원인과 자연 중성미자 소스의 간섭 가능성을 지적했습니다. 중성미자가 진동하고 대량으로 LSND의 수치를 불신한다는 아이디어를 지지하는 과학자들조차 추정된 진동 속도가 태양 및 대기 중성미자가 암시하는 속도를 초과했기 때문에 LSND의 수치를 불신했습니다.
태양 및 대기 데이터는 중성미자가 알려진 세 종류의 중성미자 사이에서만 진동한다고 제안했습니다. 네 번째를 추가하면 멸균 중성미자가 전자, 뮤온 및 타우 중성미자를 감지할 수 있게 만드는 힘을 느끼지 않아야 하므로 LSND의 데이터에 더 적합합니다. 1990년대 후반과 2000년대 초반에 SNO, Super-K 및 KamLAND라고 불리는 일련의 최종 중성미자 진동 실험은 3중성미자 진동 모델을 강력하게 지원하여 관련 연구원 중 일부에게 노벨상을 안겨주었습니다. 네 번째로 추정되는 불임 중성미자가 그림자 속에 숨어 있었습니다.
변칙 체이서
이상 현상은 종종 실험에서 나타나다가 추가 조사에서 사라지므로 많은 연구자들이 처음에는 이를 무시합니다. 그러나 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 교수이자 "자랑스러운 변칙 현상 추적자"인 Janet Conrad 는 그러한 특성을 잘 활용하고 있습니다. “우리는 지저분한 사람들입니다. 우리는 혼란을 신경 쓰지 않습니다. 사실, 우리는 그것을 즐깁니다.”라고 그녀는 최근 Zoom을 통해 말했습니다. 콘래드가 1993년에 박사 학위를 마칠 때 대부분의 입자 물리학자들은 파편들 사이에서 새로운 입자를 만들어내기 위해 입자들을 함께 부수면서 충돌기를 연구했습니다. 표준 모델의 모든 입자에 대해 완전한 거울상 입자 세트를 예측하는 초대칭(supersymmetry)과 같은 아름답고 포괄적인 이론이 유행했습니다. 중성미자 진동의 미묘함은 그렇지 않았습니다.
그래도 콘래드는 LSND의 결과에 흥미를 느껴 추진하기로 했다. “나는 자연이 나에게 말해주기를 원한다. 나는 자연에게 무엇을 하라고 말하고 싶지 않다”고 말했다. 검은색 터틀넥에 빨간 머리를 한 여성인 Janet Conrad가 둥글고 반짝이는 물체를 들고 포즈를 취하고 있습니다.
현재 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 물리학자인 Janet Conrad는 2002년에 MiniBooNE 실험에 사용된 것과 같은 탐지기를 들고 그녀가 만들고 이끄는 것을 도왔습니다. 페르미랩 90년대 후반에 Conrad와 그녀의 변칙적인 동료들은 LSND 감지기로 내려가 1,000개 이상의 호박색 센서를 조심스럽게 꺼내서 두꺼운 기름을 닦아낸 다음 새로운 중성미자 감지기에 설치했습니다. 그들이 MiniBooNE라고 불렀던 Fermilab에 위치한 이야기 높이의 구체. 그녀는 “비계 위에 누워서 위를 볼 수 있는 요가 매트가 있었어요. “그것은 작은 호박색 위성의 우주와 같았습니다. 아, 너무 아름다웠다.” 이 강화된 버전의 LSND는 2002년부터 2019년까지 데이터를 수집했습니다. MiniBooNE는 장기적으로 5년 동안 유사하고 비정상적인 중성미자 진동률을 보기 시작했으며, 이는 LSND 결과 가 우연이 아니며 초경량 중성미자 결국 존재할 수 있습니다. 그러나 MiniBooNE가 진행되는 동안 다른 실험이 시작되었습니다. 각각은 다른 중성미자 이동 거리와 에너지를 탐색하여 이것이 모양 이동에 어떤 영향을 미치는지 확인했습니다. 그들의 결과는 LSND뿐만 아니라 현재 MiniBooNE과도 모순되는 3중성미자 모델을 확인하는 것처럼 보였습니다. 살균된 중성미자의 죽음 변칙 체이서는 길에서 갈림길에 이르렀고 표지판은 반대 방향을 가리켰습니다.
4개보다 3개의 중성미자의 존재를 뒷받침하는 증거가 더 많습니다. 그런 다음 플랑크 우주 망원경에서 멸균 중성미자에 대한 또 다른 타격이 왔습니다. 2013년 플랑크는 우주 마이크로파 배경이라고 불리는 당시의 희미한 복사를 감지하여 빅뱅 직후에 나타난 우주의 믿을 수 없을 정도로 상세한 사진을 찍었습니다. 이 원시적인 빛에 대한 플랑크의 그림을 통해 우주론자들은 초기 우주에 대한 그들의 이론을 근본적으로 자세히 테스트할 수 있었습니다. 초기 우주에서 중성미자는 매우 에너지가 넘치므로 우주가 얼마나 빨리 팽창하는지에 큰 영향을 미쳤습니다. 플랑크의 우주 마이크로파 배경 데이터에서 팽창률을 추론함으로써 연구자들은 얼마나 많은 종류의 중성미자가 젊은 우주를 채웠는지 추정할 수 있었습니다. 데이터는 세 가지 유형이 있다고 제안했습니다.
CERN의 이론 물리학자인 요아킴 콥(Joachim Kopp )은 이 관측과 다른 우주론적 관측이 “네 번째 중성미자 종의 존재를 꽤 확고하게 배제했다”고 말했다 . 2018년까지 모두가 게임이 끝났다는 데 동의했습니다. (A)에서 중성미자 물리학 회의 하이델베르크, 독일, 미셸 Maltoni는 멸균 중성미자의 죽음을 발표 그랜드 강당에 서 있었다. Argüelles-Delgado는 이렇게 회상했습니다. Maltoni의 발표는 중성미자 이론가들에게 새로운 아이디어가 필요하다는 경종을 울렸습니다.
Argüelles-Delgado는 자신의 보르헤스 비유로 돌아가 "앞으로 나아가는 길은 망가졌습니다."라고 말했습니다. "그래서 이제 우리는 어떻게 기동합니까?" 그와 그의 동료들은 불임 중성미자에 대한 아이디어의 기초가 된 가정을 다시 검토하기 시작했습니다. “우리는 항상 물리학에서 이 오컴의 면도날 접근 방식을 사용합니다. 맞죠?
-우리는 이 진동 동작 외에는 아무 것도 하지 않는 하나의 새로운 입자라는 가장 단순한 가정으로 시작했습니다.”라고 그는 말했습니다. "그건 아마도 어리석은 가정이었을 것입니다." 다크 섹터 지난 3년 동안 중성미자 물리학자들은 자신의 비밀 세력을 통해 서로 상호 작용할 수 있는 여러 개의 추가 중성미자의 가능성을 점점 더 고려했습니다.
보이지 않는 입자의 이 "암흑 섹터"는 전자, 쿼크 및 기타 표준 모델 입자와 유사한(그러나 독립적인) 복잡한 상호 관계를 가질 것입니다. 캐나다 워털루에 있는 Perimeter Institute for Theoretical Physics의 이론 물리학자인 Matheus Hostert 는 "이 다크 섹터가 풍부하고 복잡할 가능성이 있습니다."라고 말했습니다 . 모델에 비밀 세력을 추가 하면 초기 우주에서 생성되었을 중성미자의 수를 억제함으로써 플랑크 망원경이 제시한 장애물을 피할 수 있습니다 . 그리고 많은 기능을 가진 다크 섹터는 한 번에 우리의 이해에 많은 구멍을 메울 수 있습니다.
-1990년대 중성미자에 질량이 있다는 발견 이후 이론가들은 중성미자가 은하를 집어삼키는 것처럼 보이는 엄청난 양의 암흑 물질을 설명할 수 있는지 궁금해했습니다. 그들은 곧 알려진 세 개의 중성미자가 그렇게 하는 데 필요한 질량 근처에 없다는 결론을 내렸습니다. 그러나 무거운 중성미자를 포함하여 더 큰 중성미자 가족이 존재한다면 그럴 수도 있습니다. 보이지 않지만 유익한 다크 섹터에 대한 아이디어는 새로운 것이 아니지만 이러한 모델의 수 는 폭발적으로 증가했습니다. 이 연구는 암흑 물질과 중성미자 이상이라는 이질적인 문제를 하나의 우산 아래에 가져옵니다. "수렴이 있었습니다."라고 Argüelles-Delgado가 말했습니다.
풍부한, 복잡한 어두운 분야는 할 수 있는 솔루션 제공 으로 알려진 현상 - 본 일 우주가 예상보다 빠르게 확대 될 것으로 보인다 이유 허블 장력을 - 그리고 왜 은하 클러스터하지 않는 것 그들이 어두운 문제가있는 경우 예상대로 많이 단일 불활성 입자입니다. 프린스턴 대학의 천체 물리학자인 크리스티나 크라이쉬(Christina Kreisch )는 "여기서 암흑 물질의 물리학을 변경하면 이러한 유형의 우주론적 긴장에 실제로 영향을 미칠 것"이라고 말했습니다 .
카를로스 아르구엘레스-델가도(Carlos Argüelles-Delgado), 안경과 곱슬곱슬한 검은 머리를 한 웃는 남자가 대학 캠퍼스에 서 있는 사진 초상화. 하버드 대학의 중성미자 물리학자인 Carlos Argüelles-Delgado는 중성미자 측정의 미로처럼 뒤섞인 것을 이해하기 위해 새로운 이론을 고안했습니다.
Wouter van De Pontseele 모델은 오래된 아이디어에 반향을 일으키고 있습니다. 예를 들어, 매우 무거운 중성미자 의 존재 는 3개의 알려진 중성미자의 수수께끼처럼 작은 질량을 설명하기 위해 수십 년 전에 처음으로 가설이 제기되었습니다. (“ 시소 메커니즘 ”에서 알려진 가벼운 중성미자와 무거운 중성미자의 질량은 역의 관계를 가질 수 있습니다.) 그리고 빅뱅 직후 무거운 중성미자의 붕괴가 훨씬 더 많은 물질이 존재하는 가능한 이유로서 제안되었습니다. 우주의 반물질보다 Kopp은 "나를 포함하여 많은 사람들이 그러한 연결을 탐색하기 위해 노력하고 있습니다. 올해 초, Argüelles-Delgado, Conrad 및 여러 협력자 들은 서로 다른 질량의 3개의 무거운 중성미자를 포함 하는 암흑 섹터 모델을 제안했으며 곧 Physical Review D에 게재될 예정 입니다.
그들의 모델은 무거운 중성미자 붕괴와 진동하는 가벼운 중성미자의 조합을 통해 LSND 및 MiniBooNE 데이터를 설명합니다. 또한 중성미자 질량의 기원, 시소 메커니즘을 통한 우주의 물질-반물질 비대칭, 암흑 물질을 설명할 여지를 남깁니다. 이상 현상 추적자들은 MiniBooNE 실험의 결함을 고려하여 새 모델을 고안했습니다. 전자 중성미자에 의해 생성된 신호와 특정 입자 붕괴에 의해 생성된 신호를 구별할 수 없습니다. 이것은 유형 사이에서 진동하는 가벼운 중성미자 외에도 무거운 중성미자가 풍부한 신호를 설명하는 검출기 내부에서 붕괴될 가능성 을 열어 주었습니다. 완전히 새로운 실험 결과가 그 이야기에 맞습니다. 결함을 수정하기 위해 재구성된 MiniBooNE의 후속 조치인 Fermilab의 MicroBooNE 실험 은 살균된 중성미자만으로는 MiniBooNE 이상을 설명할 수 없다고 곧 Physical Review Letters 에서 보고할 것 입니다. 그러나 결과는 MiniBooNE 이벤트의 절반만이 중성미자 진동으로 인한 것일 가능성과 일치합니다. MicroBooNE 는 최근에 친숙한 표준 모델 입자의 붕괴가 나머지 사건을 설명할 수 없다고 보고했습니다.
MiniBooNE 내부의 다크 섹터의 무거운 입자가 붕괴할 가능성은 내년 MicroBooNE의 다음 릴리스에서 결정될 것입니다. 물리학자들은 또한 기존 데이터에 대해 다크 섹터 모델을 확인하면서 이전 경로를 다시 밟고 있습니다. 예를 들어, IceCube 실험 뒤에 팀, 남극 아래에있는 얼음 킬로미터 깊이 내장 된 5000 개 감지기의 배열은 2016 년 이후 한 출판 시리즈 의 주장을 무균의 흔적이 없었다 것으로, 마지막으로보다 각각 더 자신감 얼음을 통과하는 중성미자. 그러나 이달 초에 게시된 분석에 따르면 멸균된 중성미자가 다른 보이지 않는 입자로 붕괴될 수 있다면 IceCube 데이터는 실제로 중성미자의 존재에 유리하다는 사실을 발견했습니다.
팀의 전체 분석은 아직 발표되지 않았으며 연구원들은 확실히 말하기 전에 이 평가의 필요성을 강조합니다. 얼어붙은 풍경 속에 홀로 서 있는 건물. IceCube 중성미자 탐지기는 남극 아래의 얼음을 통해 윙윙거리는 에너지 중성미자를 찾아냅니다. 지상 연구실은 원시 데이터를 수집하는 컴퓨터를 호스팅합니다. Felipe Pedreros, IceCube / NSF 마지막으로, 모든 중성미자 진동 실험을 함께 고려한 분석 은 부패하는 멸균 중성미자에 대한 지원도 찾습니다. 보이지 않는 입자 덩어리의 존재에 대한 대담한 주장은 대담한 증거를 요구하며 모든 사람이 확신하는 것은 아닙니다.
중성미자 질량의 시소 모델을 만든 사람 중 한 명인 뮌헨 루트비히 막시밀리안 대학의 고란 센야노비치는 “나는 모든 변칙성에 대해 베팅했다”고 말했다 . Senjanović는 실험적 놀라움을 설명하기 위해 점점 더 많은 입자를 배치하는 대신 매우 성공적인 표준 모델을 넘어서는 가장 작은 단계만 취하면서 "무엇보다도" 확립된 이론에 따라야 한다고 말했습니다. 그러나 갈래 길의 정원에서는 미니멀리즘과 단순성에 대한 가정이 종종 잘못된 것으로 판명되었습니다.
-표준 모델은 전자, 뮤온 및 타우 중성미자가 질량이 없다고 예측합니다. 이론가들은 한때 이 중성미자가 질량을 가지고 있다면 암흑 물질을 설명하기에 충분해야 한다고 생각했습니다. 아마도 표준 모델의 훨씬 더 정교한 확장이 필요할 것입니다. Conrad와 같은 물리학자들은 단서를 찾기 위해 변칙성을 쫓는 것의 이점을 강조합니다. 미로에서 이제 문제는 가상의 다크 섹터가 어둡다는 점을 감안할 때 어떻게 접근하는가입니다. Pauli는 탐지할 수 없는 입자를 발명하는 것은 이론가가 해서는 안 되는 일이라고 조언했습니다. 다행히 물리학자들은 친숙한 세 개의 중성미자를 통해 보이지 않는 세계의 속삭임을 들을 수 있습니다. "중성미자는 본질적으로 암흑 입자입니다."라고 뉴욕 대학의 입자 물리학자인 Neal Weiner가 말했습니다 .
-"표준 모델의 다른 입자는 할 수 없는 다른 어두운 입자와 상호 작용하고 혼합할 수 있는 능력이 있습니다." 새롭고 다가오는 중성미자 실험은 암흑 섹터에 대한 포털을 열 수 있습니다. MicroBooNE에 이어 Fermilab의 SBND 및 ICARUS 실험은 곧 스위치를 켜고 다양한 거리와 에너지에서 중성미자 진동을 조사하여 진동의 전체 패턴을 명확히 할 것입니다. 한편 Fermilab 의 DUNE 실험은 더 무거운 암흑 섹터 입자에 민감 합니다. Conrad는 "휴식 중 붕괴" 실험에서 리튬-8 과 같은 방사성 소스에서 나오는 중성미자를 주의 깊게 관찰 하면 현재의 혼란스러운 결과에 대한 대안적인 견해를 제공할 수 있다고 말했습니다.
IceCube도 특이한 유리한 지점을 제공합니다. 이 실험은 우주선이 지구 대기와 충돌할 때 생성되는 매우 강력한 중성미자를 탐지할 수 있습니다. 이 중성미자는 IceCube 내부의 입자에 산란되어 MiniBooNE 내부에서 붕괴되는 것으로 의심되는 이국적이고 무거운 것으로 변할 수 있습니다. IceCube가 이 산란에 이어 무거운 중성미자의 붕괴를 어느 정도 거리에서 본다면 이 "이중 강타" 서명은 "새로운 입자의 매우 강력한 증거가 될 것"이라고 Hostert는 말했습니다.
관련된: 중성미자의 작은 질량이 큰 미스터리를 푸는 데 어떻게 도움이 되는지 중성미자 비대칭이 임계 임계값을 통과함 입자의 유령을 찾아서 Weiner는 이러한 가능성으로 인해 다크 섹터가 "잠들 때의 이야기가 아닙니다."라고 말했습니다. 그러나 다크 섹터가 존재하고 친숙한 중성미자가 중개자 역할을 한다고 해도 이들의 연결 고리가 숨겨진 것을 드러낼 만큼 강력하다는 보장은 없습니다. 미시간 대학의 조시 스피츠(Josh Spitz) 는 “중성미자(heavy [neutrino])는 어떤 합리적인 실험에도 완전히 접근할 수 없을 수도 있습니다 .
-또한 LSND로 시작하여 발견된 각각의 중성미자 이상에 대해 평범한 설명이 있을 수 있다는 가능성도 있습니다. "어쩌면 그들 모두가 틀릴 수도 있고, 그들 모두가 서로 관련이 있는 것처럼 보이는 것은 단지 믿을 수 없을 정도로 불행한 일입니다."라고 Conrad가 말했습니다. "그건 자연이 매우 잔인할 것입니다." Argüelles-Delgado는 결국 미로를 빠져나가는 것에 대해 낙관적입니다. “과학은 단계적으로 진행되다가 갑자기 뭔가가 뚝 끊깁니다.”라고 그는 말했습니다. “단서를 쌓고 묻고 있습니다. 일부 정보는 다른 정보보다 더 신뢰할 수 있습니다. 스스로 판단해야 한다.”
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메모 2111131352 나의 사고실험 oms 스토리텔링
중성미자의 정체가 아직 규명되지 않았다. 암흑물질로 여겨질 단서가 아직은 없지만 다크 섹터와 같은 개념은 샘플1.oms의 외부로 지목한 나의 암흑 물질.에너지의 분포설에 접근한다. 미로를 벗어나는 방법은 미로(부분)들을 내려다보는 전체 창에 서 있어야 한다. 그 전체집합이 바로 샘플1.oms이다.
일반적으로 보통물질에 속한 것이 샘플1.oms의 안보이는 부분(외부) 있다고 본다. 블랙홀 vix을 이루는 질량은 보통물질이지만 oms=1 의 질량을 가졌다. 그 질량이 약력과 중력에 반응한다면 더더욱 블랙홀 vix 중력장이론에 잘 맞는다. 허허.
샘플1. oms외부는 비가시적인 영역이지만, 보통 물질(측정가능한 입자)인 중성미자인고로, 암흑영역에 vixer가 존재할 것으로 보인다. 블랙홀이 질량을 가진 까닭에 보이지 않는 우주영역에서 1은 존재하여 oms 개념우주는 실재화될 것이다.
샘플1.oms(standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
샘플2. oss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-The standard model predicts that electrons, muons, and tau neutrinos are massless. Theorists once thought that if these neutrinos had mass, they should be sufficient to explain dark matter. It will probably require a much more sophisticated extension of the standard model. Physicists like Conrad emphasize the benefits of chasing anomalies for clues. In the maze, the question now is how to approach it given that the hypothetical dark sector is dark. Pauli advised that inventing an undetectable particle is something a theorist should not do. Fortunately, physicists can hear the whispers of the invisible world through three familiar neutrinos. "Neutrons are essentially dark particles," said Neal Weiner, a particle physicist at New York University.
A neutrino or 'neutrino' is a very small-mass elementary particle that responds only to weak and gravitational forces. It is a fermion with 1/2 spin and a lepton, and a weak isospin is -1/2 uncharged. . This gave two different particles the same name.
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memo 2111131352 my thought experiment oms storytelling
The identity of the neutrino has not yet been elucidated. Although there are no clues yet to be considered dark matter, a concept such as the dark sector approaches my theory of distribution of dark matter. The way out of the maze is to stand in the full window overlooking the maze (parts). The whole set is sample 1.oms.
In general, it is considered that there is an invisible part (outside) of sample 1.oms that belongs to ordinary substances. The mass of black hole vix is ordinary matter, but it has a mass of oms=1. If the mass responds to weak and gravitational forces, it fits the black hole vix gravitational field theory even more. haha.
Sample 1. Although the outside of the oms is an invisible region, it is likely that vixers exist in the dark region because they are neutrinos, which are usually matter (measurable particles). Because black holes have mass, 1 exists in the invisible universe, and the oms concept universe will become real.
Sample 1.oms (standard)
b0acfd 0000e0
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f000e0 b0dac0
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.Simulating Galaxy Formation in Mesmerizing Detail for Clues to the Universe
우주에 대한 단서에 대한 매혹적인 세부 사항에서 은하 형성 시뮬레이션
주제:천문학천체물리학와 함께 작성자: JENNIFER CHU, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2021년 11월 12일 나선은하 형성 클립 SPACE NOVEMBER 12, 2021
MIT 물리학 교수인 Mark Vogelsberger는 “천체 물리학에서 우리가 관찰할 수 있는 우주는 단 하나뿐입니다 . "컴퓨터로 우리는 확인할 수 있는 다른 우주를 만들 수 있습니다." 그 모든 화려한 복잡성에도 불구 하고 은하수 는 은하가 이동함에 따라 다소 눈에 띄지 않습니다. 적어도 Mark Vogelsberger는 그렇게 봅니다. Vogelsberger는 "우리 은하는 주위에 정확한 구조와 위성의 수와 같이 약간 놀라운 몇 가지 특징을 가지고 있습니다. "하지만 많은 지표에 대해 평균을 낸다면 은하수는 실제로 다소 평범한 곳입니다." 그는 알아야 한다.
MIT 물리학과의 신임 부교수인 Vogelsberger는 우주의 가장 초기부터 현재에 이르기까지 수십만 개의 은하의 탄생과 진화를 재현하는 데 많은 시간을 할애했습니다. 전 세계에 있는 슈퍼컴퓨터의 힘을 활용하여 그는 은하 형성에 대한 가장 정확한 이론적인 모델 중 일부를 매혹적인 세부 사항으로 만들어냈습니다. 마크 보겔스베르거 MIT 부교수 Mark Vogelsberger는 우주의 가장 초기 순간부터 현재에 이르기까지 수십만 개의 은하의 탄생과 진화를 재현하는 데 많은 시간을 할애했습니다. 이 세로 그림에서 배경은 단일 TNG50 시스템 주위의 후광 규모 가스 흐름의 토폴로지를 보여줍니다. 출처: Jose-Luis Olivares, MIT. IllustrisTNG Collaboration의 배경 그림 제공.
우주에 대한 그의 시뮬레이션은 은하가 모양, 크기, 색상 및 클러스터의 무리로 진화할 수 있음을 보여주었으며, 이는 천문학자들이 실제 우주에서 관찰한 것과 일치하는 은하 개체군의 분명한 다양성을 나타냅니다. 시뮬레이션을 일종의 컴퓨터 영화 릴로 사용하여 과학자들은 테이프를 되감아 은하 형성의 기초가 되는 물리적 과정과 우주 전체의 암흑 물질 분포를 자세히 연구할 수 있습니다. MIT에서 Vogelsberger는 초기 은하가 어떻게 생겼는지에 대한 그림을 얻기 위해 시뮬레이션을 계속해서 개선하고 있습니다. 이러한 시뮬레이션을 통해 그는 천문학자들이 차세대 망원경이 초기 우주에서 실제로 볼 수 있는 종류의 구조를 결정할 수 있도록 돕고 있습니다. 하나의 우주 Vogelsberger는 거의 매일 밤 별을 관찰하기에 완벽한 밤이었던 서부 독일의 약 2,000명의 주민이 살고 있는 작은 마을인 Hackenheim에서 자랐습니다. "빛 공해가 거의 없었고 말 그대로 완벽한 하늘이있었습니다."라고 그는 회상합니다. 그가 10살이었을 때, Vogelsberger의 부모는 그에게 태양계에 대한 사실이 포함된 어린이 책을 주었습니다. 그는 천문학에 대한 그의 초기 관심을 촉발시킨 것으로 간주합니다. 십대에 그와 친구는 임시 천문 연구소를 세우고 망원경을 설치하는 방법과 다양한 기구를 만드는 방법을 스스로 배웠습니다. 당시 독일의 대학 프로그램은 천문학 학위를 제공하지 않았기 때문에 그는 천문학과 병행하여 발전시킨 관심인 컴퓨터 과학 학위를 취득하기로 결정했습니다.
그는 Kalrsruhe Institute of Technology에 2학기 동안 등록한 후 일반 물리학 졸업장으로 전환하기로 결정하여 마인츠 대학에서 수료했습니다. 그런 다음 그는 뮌헨 대학으로 가서 천문학 및 천체 물리학 문제에 컴퓨터 과학 기술을 적용하는 방법을 배웠습니다. 그곳과 막스 플랑크 천체 물리학 연구소에서 박사 학위를 받으며 암흑 물질의 상세한 구조와 그것이 우주 전체에 소규모로 분포되어 있는 방법을 시뮬레이션했습니다. 그가 개발을 도운 수치 시뮬레이션은 지구 크기에 필적하는 작은 규모에서 암흑 물질이 뭉쳐서 우주를 "흐름"으로 이동할 수 있음을 보여주었습니다.
Vogelsberger는 "저는 항상 취미로 망원경을 통해 보는 것을 즐겼지만 컴퓨터를 사용하여 우주 전체를 실험하는 것은 매우 흥미로운 일이었습니다."라고 말합니다. “천체 물리학에서 우리가 관찰할 수 있는 우주는 단 하나뿐입니다. 컴퓨터로 우리는 (관찰을 통해) 확인할 수 있는 다른 우주를 만들 수 있습니다. 그게 나에게 매우 매력적이었다.” “모든 것은 진화한다” 2010년에 물리학 박사 학위를 취득한 후 Vogelsberger는 천체 물리학 센터에서 박사후 연구원을 위해 하버드 대학교로 향했습니다. 그곳에서 그는 눈에 보이는 물질에 대한 연구와 우주를 통한 은하의 형성을 시뮬레이션하는 데 방향을 돌렸습니다. 그는 박사후 연구원의 대부분 을 은하 형성에 대한 매우 상세하고 사실적인 컴퓨터 시뮬레이션인 Illustris를 구축하는 데 보냈습니다 . 시뮬레이션은 빅뱅 후 약 400,000년 후인 초기 우주의 조건을 모델링하는 것으로 시작됩니다 . 거기에서 Illustris는 138억 년에 걸친 팽창하는 우주를 시뮬레이션하여 가스와 물질이 중력과 응축을 통해 별, 블랙홀, 은하를 형성하는 방식을 탐구합니다. Vogelsberger는 "데스크탑 컴퓨터에서 이러한 시뮬레이션 중 하나를 처음부터 끝까지 실행한다면 수천 년이 걸릴 것입니다."라고 말합니다. "그래서 우리는 이 작업을 수만 대의 컴퓨터로 분할하여 약 6개월의 합리적인 실행 시간을 확보해야 했습니다." 그와 그의 동료들은 프랑스, 독일, 미국의 슈퍼컴퓨터에서 시뮬레이션을 실행하여 폭이 3억 5천만 광년에 달하는 우주의 세제곱 체적 내에서 은하의 진화를 재현했습니다. 이는 당시 개발된 우주 시뮬레이션 중 가장 큰 규모였습니다. Illustris의 초기 출력은 숫자 형식을 취했습니다.
Vogelsberger는 이러한 숫자를 시각적 형태로 렌더링하기 위해 한 걸음 더 나아갔고, 엄청나게 복잡한 계산을 소용돌이치는 은하의 씨앗을 발아시키는 초기 팽창 우주의 회전하는 큐브의 짧고 놀라운 비디오로 압축했습니다. Vogelsberger와 그의 동료들은 2014년 네이처 에 시뮬레이션 결과와 시각화를 자세히 설명 하는 논문 을 발표했습니다 . 그 이후로 그는 과학자, 언론 매체, 천체투영관으로부터 시뮬레이션에 대한 수많은 요청을 받았고, 여기서 은하 형성의 시각화가 고화질로 돔에 투영되었습니다. 시뮬레이션은 독일 우표 형태로 기념되기도 했습니다 . 2013년 Vogelsberger는 MIT의 물리학 교수진에 합류했습니다. 그곳에서 처음에는 자신이 "정상적인 것"을 따라갈 수 있을지에 대해 의구심을 가졌던 것을 기억합니다. "사람들이 높은 기대치를 가지고 있다는 것을 매우 빨리 깨달았습니다. 그러나 그들은 또한 당신이 달성해야 하는 것을 달성하는 데 도움이 되며 부서는 모든 수준에서 극도로 지원합니다."라고 그는 말합니다.
-MIT에서 그는 은하 형성과 암흑 물질 분포 모두에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 계속 개선했습니다. 최근 그의 그룹 은 은하 형성에 대한 더 크고 자세한 시뮬레이션인 Illustris TNG를 발표했습니다 . 그들은 또한 암흑 물질에 대한 다양한 모델을 탐구할 뿐만 아니라 초기 우주의 방사선장에 대한 새로운 시뮬레이션을 연구하고 있습니다. Vogelsberger는 "이 모든 시뮬레이션은 헬륨, 수소 및 암흑 물질만 포함하는 균일한 우주에서 시작합니다."라고 말합니다. “그리고 모든 것이 어떻게 진화하여 우리 우주와 비슷한 모습을 하고 있는지 볼 때면 우리가 물리학에 대한 이해를 얼마나 많이 발전시켰는지 의아해합니다. 인류는 짧은 기간 동안 존재해 왔습니다. 그럼에도 불구하고 우리는 이러한 모든 이론과 기술을 개발하여 이와 같은 작업을 수행할 수 있었습니다. 꽤 놀랍습니다.”
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메모 2111131916 나의 사고실험 oms 스토리텔링
샘플1.oms에는 우주의 빅뱅사건으로 부터 다중우주로 이여진 힉스 팽대부 사건은 우리 우주가 사라지고 다른 우주가 탄생하는 모습이다. 허허. 이것을 시뮬레이션한다면 굉장한 스케일 것이여.
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-At MIT, he continued to refine computer simulations of both galaxy formation and dark matter distribution. Recently, his group published Illustris TNG, a larger and more detailed simulation of galaxy formation. They are also exploring various models for dark matter, as well as new simulations of radiation fields in the early universe.
-Vogelsberger says, "All these simulations start with a homogeneous universe containing only helium, hydrogen and dark matter." “And when you see how everything has evolved to look like our universe, you wonder how much we have advanced our understanding of physics. Humanity has existed for a short period of time. Nevertheless, we have developed all these theories and techniques to do something like this. Pretty amazing.”
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memo 2111131916 my thought experiment oms storytelling
In Sample 1.oms, the Higgs bulge event, which was transferred from the Big Bang event of the universe to the multiverse, is the appearance of our universe disappearing and another universe being born. haha. If you simulate this, that's a huge scale.
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