.Illuminating Dark Matter Through Glimmers of Antimatter in Cosmic Rays
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.Illuminating Dark Matter Through Glimmers of Antimatter in Cosmic Rays
우주선의 반물질의 희미한 빛을 통해 암흑 물질을 조명하다
저자: Sissa Medialab2024년 10월 8일. 천체물리학 입자물리학 암흑물질 예술 개념. 우주선 관측에서 새로운 발견은 WIMP의 잠재적 흔적을 드러내며, 아마도 암흑 물질의 일부 미스터리를 해결할 수 있을 것입니다. 이러한 결과는 전통적인 천체물리학의 기대에 어긋나며, 새로운 이론과 더 많은 과학적 탐구의 문을 엽니다. 출처: SciTechDaily.com
우주선에서 발견된 반물질의 흔적으로 암흑 물질인 'WIMP'에 대한 연구가 재개되었습니다. 연구자들은 우주선에서 반헬륨을 관찰하면 암흑 물질을 구성할 수 있는 이론적 입자인 WIMP의 존재를 나타낼 수 있다고 제안합니다. 이 애매한 물질에 대한 관심을 다시 불러일으킨 이 연구는 기존의 천체물리학 모델에 도전하고 입자 물리학의 새롭고 더 이국적인 이론이 필요하다는 것을 암시합니다.
암흑 물질의 미스터리를 밝히다
현대 우주론의 가장 큰 과제 중 하나는 암흑 물질의 본질을 밝히는 것입니다. 우리는 그것이 존재한다는 것을 알고 있지만(우주의 물질의 85% 이상을 차지함), 우리는 그것을 직접 관찰한 적이 없으며 그 구성에 대해 여전히 불확실합니다. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 에 최근 게재된 연구 에서 우주에서 반물질의 흔적을 조사했는데, 이는 이전에 감지되지 않았던 WIMP(Weakly Interacting Massive Particles)라는 새로운 종류의 입자를 가리킬 수 있습니다.
이는 암흑 물질의 잠재적 구성 요소입니다. 이 연구는 우주선에서 "반핵"에 대한 최근의 관찰이 WIMP의 존재와 일치하며, 이러한 입자가 우리가 상상했던 것보다 더 이상할 수 있음을 시사합니다. 안티헬륨-3의 플럭스 이미지는 이러한 반핵을 생성하는 암흑 물질(WIMP)에서 생성된 반헬륨-3의 예측된 플럭스를 보여줍니다.
각 색상은 범례에 표시된 대로 다른 암흑 물질 질량에 대한 예측을 나타냅니다. 밴드는 AMS-02 감도에 거의 도달하여 일부 낙관적인 경우 WIMP가 이러한 불일치를 설명할 수 있음을 의미합니다. 출처: De la Torre Luque et al.
WIMP 가설 "WIMP는 이론화되었지만 관찰된 적이 없는 입자이며, 암흑 물질의 이상적인 후보가 될 수 있습니다." 마드리드 이론물리학 연구소의 물리학자 페드로 데 라 토레 루케는 다른 입자와 다른 입자는 중력과 약한 상호 작용력을 통해서만 가능합니다. 약한 상호 작용력은 매우 가까운 거리에서만 작용하는 네 가지 기본 힘 중 하나입니다. 몇 년 전 과학계는 "기적"을 환호했습니다. WIMP가 암흑 물질의 모든 요건을 충족하는 듯했고, WIMP가 무엇이고 어떻게 감지할 수 있는지 "상상"한 후 몇 년 안에 WIMP의 존재에 대한 최초의 직접적인 증거를 얻을 것이라고 생각했습니다.
반대로 최근 몇 년 동안의 연구는 독특한 방출을 기반으로 이러한 입자의 전체 클래스를 배제하는 결과를 낳았습니다. 오늘날 WIMP의 존재가 완전히 배제된 것은 아니지만, 가능한 WIMP 유형의 범위는 상당히 좁아졌고 이를 감지하려는 방법론도 함께 좁혀졌습니다. "제안된 수많은 가장 좋은 동기를 가진 모델 중 대부분은 오늘날 배제되었고 그 중 일부만이 오늘날까지 살아남았습니다."라고 De la Torre Luque는 말합니다.
반중수소의 흐름 암흑 물질(WIMP)에서 생성된 반중수소의 예측 플럭스는 이러한 반핵을 생성하는 것을 소멸시킵니다. 각 색상은 범례에 표시된 대로 다른 암흑 물질 질량에 대한 예측을 나타냅니다. WIMP는 AMS-02에서 관찰된 반중수소 플럭스도 생성할 수 있음을 알 수 있습니다. 출처: De la Torre Luque et al.
새로운 발견은 연구를 활성화합니다. 하지만 최근의 발견으로 사건이 다시 불거진 듯합니다. "이것은 AMS-02 실험에서 관찰한 몇 가지 사항입니다." De la Torre Luque가 설명합니다. AMS-02(Alpha Magnetic Spectrometer)는 국제 우주 정거장 에서 우주선을 연구하는 과학 실험입니다. "프로젝트 리더들은 우주선에서 반핵의 흔적, 특히 아무도 예상치 못한 반헬륨을 감지했다고 밝혔습니다." 이러한 반핵이 WIMP와 암흑 물질에 중요한 이유를 이해하려면 먼저 반물질이 무엇인지 이해해야 합니다.
우주선의 상호작용으로 생성되는 예상 반중수소 플럭스 우주선(은하의 고에너지 입자, 주로 양성자와 헬륨)과 성간 매질의 가스의 상호작용으로 생성되는 예상 반중수소 플럭스. 이를 다양한 실험에서 감지할 수 있는 반중수소 플럭스(올해 말까지 발사될 실험인 GAPs와 RICH와 TOF라는 두 개의 검출기를 갖춘 AMS-02)와 비교합니다.
이 그림에서 우주선 상호작용으로 생성된 플럭스(파란색 띠)가 AMS 실험에서 관찰된 일부 사건을 설명할 수 있음을 알 수 있습니다. 출처: De la Torre Luque et al.
반물질: 우주의 이상 현상 반물질은 "일반" 물질 입자와 반대 전하를 가진 물질의 한 형태입니다. 학교에서 물리 수업을 들었다면 우리 주변의 물질인 일반 물질은 전자, 양전하(양성자), 중성 전하와 같은 음전하를 가진 입자로 구성되어 있다는 것을 알게 될 것입니다. 반물질은 반대 전하를 가진 "거울" 입자(양전하 전자, 양전자, 음전하 양성자 등)로 구성되어 있습니다.
물질과 반물질이 만나면 서로를 소멸시켜 강한 감마선을 방출합니다. 대부분 일반 물질로 구성된 우리 우주에는 소량의 반물질이 있으며, 양전자가 PET(일부 사람들이 받았을 수 있는 의료 영상 검사)의 조영제로 사용된다는 점을 감안하면 생각보다 가까이에 있을 수도 있습니다. 과학자들은 이 반물질 중 일부가 빅뱅 중에 형성되었다고 믿지만 , 더 많은 반물질이 특정 사건에 의해 끊임없이 생성되기 때문에 관찰하는 것이 매우 중요합니다. "아주 적게 기대하는 성간 물질에서 반입자가 생성되는 것을 본다면, 그것은 비정상적인 일이 일어나고 있다는 것을 의미합니다."라고 De la Torre Luque는 설명합니다. "그렇기 때문에 반헬륨 관찰이 매우 흥미진진했습니다."
우주선의 상호작용으로 생성되는 예상된 반헬륨-3 플럭스 우주선(은하의 고에너지 입자, 주로 양성자와 헬륨)과 성간 매질의 가스의 상호작용으로 생성되는 예상 반헬륨-3 플럭스. 출처: De la Torre Luque
반헬륨: 암흑 물질이 보내는 신호? AMS-02에서 관찰된 반헬륨 핵을 생성하는 것은 실제로 WIMP일 수 있습니다. 이론에 따르면 두 개의 WIMP 입자가 만나면 어떤 경우에는 소멸되어 서로를 파괴하고 에너지를 방출하며 물질과 반물질 입자를 모두 생성합니다.
De la Torre Luque와 그의 동료들은 일부 WIMP 모델을 테스트하여 관찰과 호환되는지 확인했습니다. 이 연구는 일부 반헬륨 관측이 알려진 천체물리 현상으로 설명하기 어렵다는 것을 확인했습니다. "이론적 예측에 따르면, 우주선이 성간 매질의 가스와 상호 작용하여 반입자를 생성할 수 있지만, 반핵, 특히 반헬륨의 양은 극히 적어야 합니다."라고 De la Torre Luque는 설명합니다.
"우리는 수십 년마다 반헬륨 사건을 하나 감지할 것으로 예상했지만, AMS-02가 관찰한 약 10개의 반헬륨 사건은 표준 우주선 상호 작용에 기반한 예측보다 몇 배나 더 높습니다. 그렇기 때문에 이러한 반핵은 WIMP 소멸에 대한 그럴듯한 단서입니다." WIMP를 넘어서: 더욱 이국적인 입자 탐색 하지만 더 있을 수도 있습니다. AMS-02에서 관찰한 반헬륨 핵은 두 개의 별개의 동위 원소(동일한 원소이지만 핵에 있는 중성자 수는 다름)인 반헬륨-3과 반헬륨-4입니다. 특히 반헬륨-4는 훨씬 더 무겁고 훨씬 더 희귀합니다.
우리는 더 무거운 핵의 생성이 질량이 증가함에 따라 점점 더 불가능해진다는 것을 알고 있으며, 특히 우주선을 포함하는 자연적 과정을 통해 그렇게 많은 핵을 보는 것은 경고 신호입니다. "가장 낙관적인 모델에서도 WIMP는 감지된 반헬륨-3의 양만 설명할 수 있고, 반헬륨-4는 설명할 수 없습니다."라고 De la Torre Luque는 계속 말했습니다. 이를 위해서는 지금까지 제안된 WIMP보다 더 이상하거나 기술 용어로 더 "이국적"인 입자(또는 입자 종류)를 상상해야 합니다.
입자 물리학의 새로운 전선 따라서 De la Torre Luque와 그의 동료들의 연구는 WIMP로 가는 길이 아직 닫히지 않았다는 것을 보여줍니다. 이제 훨씬 더 정확한 관찰이 필요하며, 이론적 모델을 확장하거나 조정해야 할 수도 있고, 아마도 지금까지 알려진 입자의 표준 모델에 새로운 "이국적인" 원소를 포함하는 새로운 암흑 섹터를 도입해야 할 수도 있습니다.
참고문헌: "Cosmic-ray propagation models elucidate the prospects for antinuclei detection" (Pedro De La Torre Luque, Martin Wolfgang Winkler, Tim Linden 저), 2024년 10월 4일, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics . DOI: 10.1088/1475-7516/2024/10/017
https://scitechdaily.com/illuminating-dark-matter-through-glimmers-of-antimatter-in-cosmic-rays/
메모 2410110630
암흑물질에 대한 WIMP(Weakly Interacting Massive Particles)가설의 핵심은 가벼운 질량에 대한 수평대 균형모델로 이해될 수 있다.
수평대 좌측에 빛의 알갱이 광자의 무게 1이 qpeoms로 나타나 있다고 가정해보자. 그러면 그 거리는 1초에 측정된 값으로 30만 킬로이다. 다시 1초후에 광자1이 하나도 늘면 2의 값으로 30만 킬로의 절반일 수 있다.
그런데 그렇지 않고 여전히 30만킬로에 광자가 쌓인다면, 무게1은 질량의 개념으로 0이고 중첩의 개념으로 2이다.
이는 qms.2qvixer에서 증명된다. 더많은 광자가 쌓여도 zerosum이면 ossms개념으로 변환된다. 아무튼 수평대 끝에 쌓인 광자의 중첩 값은 qms.nqixer이고 암흑에너지의 중첩으로 msbase을 만들면 nk2의 거대한 중첩성 질량의 블랙홀이나 중성자 별(smolas)가 나타난다. 허허.
Note 2410110630
The core of the WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) hypothesis for dark matter can be understood as a horizontal balance model for light mass.
Let's assume that the weight of a particle of light, photon 1, is represented by qpeoms on the left side of the horizontal bar. Then the distance is 300,000 kilometers as measured in 1 second. If 1 more photon 1 is added after another second, the value of 2 can be half of 300,000 kilometers.
However, if the photon is still accumulated at 300,000 kilometers, the weight 1 is 0 in terms of mass and 2 in terms of superposition.
This is proven in qms.2qvixer. Even if more photons are accumulated, if it is zerosum, it is converted to the ossms concept. Anyway, the overlap value of the photons accumulated at the end of the horizontal bar is qms.nqixer, and if you make msbase with the overlap of dark energy, a black hole or neutron star (smolas) with a huge overlap mass of nk2 appears. Hehe.
sample 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
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
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