.Cosmic microwave background experiments could probe connection between cosmic inflation, particle physics
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.Cosmic microwave background experiments could probe connection between cosmic inflation, particle physics
우주 마이크로파 배경 실험으로 우주 팽창과 입자 물리학의 연관성을 탐구할 수 있다
저자: Ingrid Fadelli, Phys.org 마르코 드류스의 딸 리나 드류스가 그린 그림을 바탕으로 한 이미지. CMB-S4와 LiteBIRD가 LHC 충돌을 관찰하는 모습을 묘사하고 있으며, 기본 물리학을 탐구하는 데 있어서 충돌기 실험과 우주론적 관찰 사이의 상호 보완성을 상징합니다. 출처: 리나 드류스, 마르코 드류스, 레이 밍. ( PRL , 2024).August 2, 2024
다양한 대규모 천체물리학 연구 프로젝트가 향후 10년 동안 진행될 예정이며, 그 중 몇몇은 소위 우주 마이크로파 배경(CMB) 실험입니다. 이는 본질적으로 초기 우주에서 유래한 열 복사인 CMB 복사를 감지하고 연구하는 것을 목표로 하는 대규모 과학적 노력입니다. 벨기에 루뱅 가톨릭 대학교의 연구자들은 최근 일본의 LiteBIRD 위성이나 주로 미국에서 자금을 지원하는 CMB 4단계(CMB-S4) 관측소를 이용한 향후 CMB 관측을 통해 원시 중력파를 감지하여 소위 인플라톤 장과 다른 입자의 결합을 처음으로 측정할 수 있으며, 광학 탐사나 차세대 전파 망원경의 데이터를 추가하면 더욱 개선될 가능성이 있음을 보여주었습니다.
Physical Review Letters 에 게재된 논문 에서는 이러한 측정이 우주 팽창과 입자 물리학 사이의 연관성을 탐구하는 데 도움이 될 수 있다고 제안하고 있습니다 .
-"입자물리학의 표준모형에 대한 가장 놀라운 측면 중 하나는 지구상에서 발견되는 모든 기본 입자를 몇 가지 대칭과 소수의 숫자로 설명할 뿐만 아니라 이러한 법칙이 우주의 먼 지역과 빅뱅 직후의 첫 순간에 일어난 과정에서도 유지될 만큼 보편적인 것처럼 보인다는 것입니다."
논문의 두 저자인 마르코 드류스와 레이 밍이 Phys.org에 전했습니다. "입자 물리학 이론을 가지고 역사를 얼마나 거슬러 올라갈 수 있는지, 그리고 표준 모형을 넘어서는 새로운 물리학에 관해 초기 우주 에서 무엇을 배울 수 있는지 묻는 것은 자연스러운 질문입니다." 드류스와 밍의 연구는 입자 물리학과 우주론의 연결에 대한 그들의 매혹에서 비롯되었습니다.
그들의 최근 논문은 밍의 박사 학위 프로젝트의 토대를 마련한 2015년에 처음 시작된 드류스의 이전 연구를 기반으로 합니다. 연구 당시, 레이 밍은 UCLouvain의 방문 박사 과정 학생이었고 Drewes의 연구 그룹의 일원이었습니다. 그 후, 그는 졸업하고 SYSU 광저우에서 일하기 시작했습니다. "관측 가능한 우주의 전반적인 균질성은 약 140억 년 전 '우주 인플레이션'이라 불리는 가속된 우주 확장 단계의 결과라고 널리 믿어지고 있습니다." 드류스와 밍은 말했다. "그러나 이 가속을 주도한 메커니즘이 자연의 근본 이론, 특히 입자 물리학의 표준 모형과 어떻게 연결되어 있는지는 알 수 없습니다.
-CMB에 '우주 재가열'이 각인되어 중요한 열쇠가 제공될 수 있습니다." 우주 재가열은 초기 우주가 인플레이션 팽창에 의해 냉각된 후 뜨거운 플라스마로 채워지는 과정입니다. 이 과정은 궁극적으로 "뜨거운 빅뱅"의 초기 조건을 확립했고 , 그 결과 우리가 아는 우주가 형성되었습니다. 일부 이전 연구에서는 CMB 데이터를 사용하여 우주의 초기 온도를 제한할 가능성을 이미 탐구했습니다.
그러나 Drewes와 Ming의 연구는 이를 한 단계 더 발전시켜 이 데이터가 CMB와 입자 물리학 간의 연결에 대한 통찰력을 어느 정도 포함할 수 있는지 조사합니다.
인플라톤 커플링(y)과 빅뱅의 초기 온도(Treh)에 대한 지식 이득을 정량화하는 베이지안 사후 확률을 보여주는 이미지. 다양한 실험을 통해 얻을 수 있습니다. 출처: Drewes & Ming, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.031001
재가열은 우주 팽창을 주도하는 장(즉, 인플라톤)과 다른 입자 간의 상호 작용에 의해 구동되며, 따라서 이 상호 작용의 강도를 지배하는 기본 결합 상수(인플라톤 결합)에 민감합니다. 예를 들어, 고등학교 물리학에 뿌리를 둔 이 결합에 대한 유추는 전기장과 대전된 입자 간의 상호 작용 강도를 지배하는 기본 전하가 될 것입니다. "우리는 CMB-S4나 LiteBIRD와 같은 실험이 처음으로 커플링을 측정할 수 있다는 것을 보여주었습니다."라고 Drewes와 Ming은 말했습니다. "이것은 빅뱅 동안 원시 플라스마의 초기 온도를 설정함으로써 우리 우주의 진화를 형성했을 뿐만 아니라 우주 팽창 모델과 입자 물리학 이론 간의 연결에 대해서도 알려줄 수 있는 미시물리적 매개변수입니다. 따라서 우리의 연구는 이러한 실험의 물리학 사례에 새로운 측면을 추가합니다."
재가열 과정을 모델링하기 위해 연구자들은 입자 물리학, 특히 양자장 이론과 통계 역학에 기반을 둔 기술의 조합을 사용해야 합니다. 이전 연구에서 Drewes와 Ming은 Schwinger-Keldysh 형식주의로 알려진 접근 방식을 사용하여 이를 달성했습니다. "이전 작업에서 우리는 슈빙거-켈디시 형식주의를 사용하여 이를 수행했습니다. 이는 원래 응집 물질 물리학에서 개발되었고 나중에 입자 물리학으로 일반화되어 인플라톤 결합이 CMB 데이터로 원칙적으로 제한될 수 있는 조건을 식별하기 위해 밀도 매질에서 비평형 양자 프로세스를 설명하는 방법입니다." 드류스와 밍은 설명했습니다.
연구자들은 최근 연구의 일환으로 이러한 결과를 사용하여 차세대 CMB 실험이 실제로 이 측정을 수행할 수 있는지 확인했습니다. 이를 위해 그들은 베이지안 통계에 기반한 기술을 사용하여 미래 감지기의 원시 중력파에 대한 민감성을 활용했습니다. "현재 연구의 민감도는 주로 CMB-S4 또는 LiteBIRD가 인플레이션으로 인한 원시 중력파에 민감하게 반응하는 데서 비롯됩니다." 드류스와 밍이 덧붙여 말했습니다. "이제 우주론적 섭동의 비가우스성이나 소위 스펙트럼 지수의 런닝과 같은 다른 관측 가능한 것을 포함하면 얼마나 많은 정보를 얻을 수 있는지 조사할 계획입니다."
전반적으로 이 연구진이 수행한 분석 결과는 우주 팽창 과 입자 물리학 사이의 연관성을 조사하기 위해 미래의 CMB 실험이 잠재력이 있음을 보여줍니다. 드류스와 밍은 자신들의 연구가 미국 국립과학재단(NSF)과 다른 자금 지원 기관이 CMB 연구를 지원하도록 격려하기를 바라고 있습니다. 여기에는 2024년 5월에 중단된 남극 활동도 포함되며 CMB-S4 실험의 길을 닦을 것입니다.
자세한 정보: Marco Drewes et al, LiteBIRD, CMB-S4, EUCLID 및 SKA를 사용한 우주 팽창과 입자 물리학 연결, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.031001 저널 정보: Physical Review Letters
https://phys.org/news/2024-08-cosmic-microwave-background-probe-inflation.html
메모 2408041412
우주 마이크로파 배경 실험으로 우주 팽창과 입자 물리학의 연관성을 탐구할 수 있다. 나의 msbase/qpeoms이론에서의 CMB의 출현은 ms4의 msoss4 출현에 지나지 않는 사건이다. 개체수가 oss로 인하여 급증 되었다. Sample msoss1.에서 그 함의를 나타낼 수 있다.
Sample msoss1.
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열역학은 개체수와 관련이 있다. 제한된 범위에 개체수의 활동이 많다면 열이 발생한다. 고온은 oms.vix.ain으로 매우 높은 플라즈마 상태를 나타낸다.
열역학 법칙은 매우 일반적인 법칙으로, 개체수의 활동력과 정비례한다. 개체수 많고 활동이 왕성하면 태양의 열에너지를 가진다. 관찰하는 대상이나 물질 사이의 상호작용에 상관없이 항상 성립하는 법칙이다. 즉, 관찰하고자 하는 계와 이를 둘러싼 환경 사이에 에너지(광자)와 물질(전자) 교환이 평형을 이룬다는 사실만 확인되면 항상 적용할 수 있다.
왜 개체수가 급증하고 열핵 폭풍이 일어 났는지는 msoss의 원리로 이해하면 쉽고 간단한 해답이 보기1.처럼 나타난다. 허허.
Note 2408041412
The cosmic microwave background experiment can explore the connection between cosmic expansion and particle physics. The emergence of the CMB in my msbase/qpeoms theory is nothing more than the emergence of msoss4 in ms4. The population has increased dramatically due to oss. The implications can be shown in Sample msoss1.
Sample msoss1. zxdxybzyz
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Thermodynamics is related to the number of individuals. If there is a lot of activity in a limited range, heat is generated. High temperatures indicate a very high plasma state with oms.vix.ain.
The law of thermodynamics is a very general law that is directly proportional to the activity of the individual. If there are many individuals and they are active, they have the heat energy of the sun. It is a law that always holds true regardless of the interaction between the observed object or the substance. In other words, it can always be applied as long as it is confirmed that the exchange of energy (photons) and matter (electrons) between the system to be observed and the surrounding environment is in equilibrium.
If you understand the reason why the number of individuals increases rapidly and a thermonuclear storm occurs with the principle of msoss, the easy and simple answer appears as in Example 1. Hehe.
Example 1.
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|0000e0
000ac0|f00bde
0c0fab|000e0d
e00d0c|0b0fa0
f000e0|b0dac0
d0f000|cae0b0
0b000f|0ead0c
0deb00|ac000f
ced0ba|00f000
a0b00e|0dc0f0
0ace00|df000b
0f00d0|e0bc0a
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Sample msoss
zxdxybzyz
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