.Underground CUPID-Mo Experiment in Search for Theorized ‘Neutrinoless’ Particle Process
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.Underground CUPID-Mo Experiment in Search for Theorized ‘Neutrinoless’ Particle Process
이론화된 '중성미자 없음' 입자 과정을 찾기 위한 지하 CUPID-Mo 실험
DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory 제공2020년 7월 12일
중성미자 없는 입자 프로세스 개념 중성미자가 없는 과정이 증명된다면, 중성미자가 스스로의 반입자라는 사실이 밝혀지고 우주의 물질-반물질 불균형을 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.
버클리 랩 연구자들은 지하 CUPID-Mo 실험을 통해 고감도 측정을 보고한 국제 팀에 참여했습니다. 미국 에너지부 산하 로렌스 버클리 국립 연구소(버클리 랩)에 소속된 핵물리학자들은 특수 검출기 소재에 대해 기록적인 정밀도를 달성한 시범 실험의 데이터 분석에서 주도적인 역할을 했습니다. CUPID-Mo 실험은 중성미자 없는 이중 베타 붕괴라는 이론화된 입자 과정을 감지하기 위해 다양한 접근 방식을 사용하는 실험 분야 중 하나입니다. 이는 중성미자라는 유령 입자와 우주 형성에서 중성미자가 하는 역할에 대한 우리의 이해를 바꿀 수 있습니다.
버클리 랩이 주도한 2019년 3월부터 2020년 4월까지 수집된 데이터 분석을 기반으로 한 CUPID-Mo 실험의 예비 결과는 Mo-100으로 알려진 몰리브덴의 동위원소에서 중성미자가 없는 이중 베타 붕괴 과정에 대한 새로운 세계적 한계를 설정했습니다. 동위원소는 원자핵에 중성자라고 하는 다른 수의 전하를 띠지 않은 입자를 가지고 있는 원소의 형태입니다.
CUPID-Mo 검출기 배열 CUPID-Mo 검출기는 프랑스 Modane Underground Laboratory(LSM)의 EDELWEISS 크라이오스탯에 설치되어 있습니다. 출처: CUPID-Mo 협력 새로운 결과는 Mo-100의 중성미자 없는 이중 베타 붕괴 반감기의 한계를 1.4배의 1조-조년(14 뒤에 0이 23개 붙음)으로 설정했는데, 이는 2003-2011년에 같은 장소에서 운영되었고 Mo-100을 사용한 이전 실험인 중성미자 에토레 마요라나 관측소 3(NEMO 3)보다 감도가 30% 향상된 것입니다.
반감기는 방사성 동위 원소가 방사능의 절반을 방출하는 데 걸리는 시간입니다. 중성미자가 없는 이중 베타 붕괴 과정은 매우 느리고 드물다고 이론화되어 있으며, 1년간 데이터를 수집한 후 CUPID-Mo에서는 단 하나의 사건도 감지되지 않았습니다. 두 실험 모두 검출기 배열에 Mo-100을 사용한 반면, NEMO 3는 호일 형태의 동위 원소를 사용한 반면 CUPID-Mo는 특정 입자 상호 작용에서 빛의 섬광을 생성하는 결정 형태를 사용했습니다.
다양한 검출기 소재를 사용하고 장시간 운영하는 대규모 실험에서는 더 높은 감도를 달성했지만, CUPID-Mo의 초기 성공 사례가 보고되면서 100배 더 큰 검출기 어레이를 사용하는 CUPID라는 후속 실험이 계획되었습니다. CUPID-Mo에 대한 Berkeley Lab의 기여 아직 중성미자 없는 과정이 존재하는지 확인한 실험은 없습니다. 이 과정이 존재한다면 중성미자가 스스로의 반입자 역할을 한다는 것이 확인될 것이고, 그러한 증거는 또한 우리 우주에서 물질이 반물질보다 이긴 이유를 설명하는 데 도움이 될 것입니다.
CUPID-Mo 실험의 모든 데이터(CUPID는 CUORE Upgrade with Particle IDentification의 약자이고, "Mo"는 검출기 수정에 포함된 몰리브덴을 나타냄)는 프랑스의 모단 지하 연구소(Laboratoire souterrain de Modane)에서 버클리 연구소의 국가 에너지 연구 과학 컴퓨팅 센터에 있는 코리 슈퍼컴퓨터로 전송됩니다. 20개의 수정 CUPID-Mo의 20개 원통형 수정이 구리 케이스에 담겨 있습니다. 출처: CUPID-Mo 협업
버클리 랩 핵과학 부문의 박사후 연구원인 벤저민 슈미트는 CUPID-Mo 결과에 대한 전반적인 데이터 분석 작업을 주도했으며, 버클리 랩 소속 연구원들과 국제 협업의 다른 멤버들로 구성된 팀으로부터 지원을 받았습니다. 버클리 랩은 또한 CUPID-Mo의 20개 크리스털 검출기 어레이에서 수집한 신호를 판독할 수 있는 40개의 센서를 제공했습니다. 이 어레이는 감도를 유지하기 위해 약 0.02 켈빈 또는 화씨 영하 460도까지 과냉각되었습니다 . 원통형 크리스털에는 리튬, 산소 및 동위 원소 Mo-100이 포함되어 있으며 입자 상호 작용에서 작은 빛 섬광을 생성합니다. 슈미트는 CUPID-Mo 결과를 얻기 위한 국제적 노력은 놀라운 일이라고 말했습니다. 이는 실험의 지속적인 운영에 불확실성을 안겨준 세계적 팬데믹의 맥락을 고려한 것입니다.
CUPID-Mo 로고 CUPID-Mo 로고. 출처: CUPID-Mo 콜라보레이션
그는 "3월 초 유럽에서 COVID-19 가 발병하고 실험에 필요한 극저온 액체를 공급하는 데 어려움이 있어 한동안 CUPID-Mo 실험을 조기에 중단해야 할 것으로 보였습니다 ."라고 말했습니다. 그는 "이러한 불확실성과 사무실과 학교의 폐쇄와 관련된 변화, 지하 연구실에 대한 접근 제한에도 불구하고, 저희 협력자들은 팬데믹 중에도 실험을 계속 진행하기 위해 최선을 다했습니다."라고 덧붙였습니다. 슈미트는 자신이 이끈 데이터 분석 그룹의 노고에 감사하며, 집에서 일하고 실험 결과를 제때에 만들어서 페르미 국립 가속기 연구소가 주최하는 중성미자 물리학 및 천체물리학에 관한 가상 국제 컨퍼런스인 Neutrino 2020에서 발표할 수 있는 방법을 찾았다고 말했습니다. CUPID-Mo 협업의 구성원들은 동료 평가를 받는 과학 저널에 결과를 제출할 계획입니다. 초고감도 감지기 튜닝 슈미트는 데이터 분석에서 특히 어려웠던 점은 중성미자 없는 이중 베타 붕괴 신호와 관련이 있다고 예측되는 "매우 찾기 힘든 일련의 사건"을 기록하도록 검출기를 적절히 보정하는 것이라고 말했습니다. 중성미자 없는 붕괴 과정은 CUPID-Mo 검출기에서 매우 높은 에너지 신호와 섬광을 생성할 것으로 예상됩니다. 이 신호는 매우 높은 에너지이기 때문에 자연적 방사능원의 간섭을 받지 않을 것으로 예상됩니다.
CUPID-Mo의 고에너지 신호에 대한 반응을 테스트하기 위해 연구자들은 탈륨의 방사성 동위 원소인 Tl-208을 포함한 다른 고에너지 신호원을 검출기 어레이 근처에 배치했습니다. 이 동위 원소의 붕괴로 생성된 신호는 고에너지이지만, Mo-100의 무중성미자 붕괴 과정과 관련이 있을 것으로 예측되는 에너지만큼 높지는 않습니다(존재한다면). "따라서 큰 과제는 우리가 공통 소스, 특히 Tl-208로 검출기를 교정할 수 있다는 것을 스스로 확신시키는 것이었습니다." 슈미트가 말했습니다.
"그리고 검출기 반응을 신호 영역으로 외삽하고 이 외삽의 불확실성을 적절히 설명하는 것이었습니다." 고에너지 신호로 교정을 더욱 개선하기 위해 핵물리학자들은 버클리 랩의 88인치 사이클로트론을 사용하여 방사능 수준이 낮은 코발트 동위 원소인 Co-56을 함유한 와이어를 생산했습니다. 이는 사이클로트론이 COVID -19 팬데믹 에 대응하여 일시적으로 폐쇄된 후 지난달에 다시 문을 연 직후였습니다 . 와이어는 CUPID-Mo 검출기 어레이로 테스트하기 위해 프랑스로 배송되었습니다. 이탈리아에서 차세대 실험 준비 CUPID-Mo는 다른 실험(다른 검출기 기술과 소재 사용)에서 달성한 측정 감도보다 현재 뒤처질 수 있지만, 그 이유는 크기가 작고 아직 많은 데이터를 수집하지 못했기 때문입니다. "약 100배 더 많은 Mo-100을 사용하는 전체 CUPID 실험과 10년의 운영을 통해 무중성미자 이중 베타 붕괴의 탐색 및 잠재적 발견에 대한 뛰어난 전망을 갖게 되었습니다."라고 슈미트는 말했습니다.
CUPID-Mo는 이탈리아 국경 근처의 프랑스에서 1마일 이상 깊이의 터널에 있는 Edelweiss III 암흑 물질 탐색 실험 현장에 설치되었으며, 일부 Edelweiss III 구성 요소를 사용합니다. 한편, CUPID는 이탈리아의 Gran Sasso National Laboratory(Laboratori Nazionali del Gran Sasso)에 있는 CUORE 중성미자 없는 이중 베타 붕괴 탐색 실험을 대체하기 위해 제안되었습니다. CUPID-Mo에는 검출기 결정이 20개만 들어 있지만, CUPID에는 1,500개 이상이 들어 있습니다.
"CUORE가 2~3년 안에 데이터 수집을 마치면 CUPID 감지기를 만드는 데 4~5년이 걸릴 수 있습니다." CUORE 협업의 미국 대변인이자 CUORE의 미국 협업을 이끄는 버클리 랩의 수석 교수 과학자인 유리 콜로멘스키가 말했습니다. "CUPID는 비용과 기술적 과제 측면에서 비교적 겸손한 업그레이드가 될 것이지만 감도 측면에서 상당한 개선이 될 것입니다." CUPID-Mo의 물리 데이터 수집은 6월 22일에 마무리되었고, 최신 결과에 고려되지 않은 새로운 데이터는 전체 데이터의 약 20%~30% 성장을 나타냅니다. CUPID-Mo는 프랑스 연구소 그룹과 미국, 우크라이나, 러시아, 이탈리아, 중국, 독일의 연구소에서 지원합니다.
“CUPID-Mo 실험에서 중성미자의 특성을 결정하기 위해 설정한 무중성미자 이중 베타 붕괴에 대한 새로운 세계 최고 한계 ”, 프랑스 CEA, 2020년 6월 28일. NERSC는 미국 에너지부 과학국 사용자 시설입니다. CUPID-Mo 협업에는 프랑스의 Irfu/CEA 연구소와 오르세의 IJCLab, 리옹의 IP2I, 그르노블의 Institut Néel과 SIMaP를 비롯한 27개 기관의 연구자와 미국, 우크라이나, 러시아, 이탈리아, 중국, 독일의 기관의 연구자가 참여합니다. 이 실험은 미국 에너지부 과학국 핵물리학 사무국, 버클리 연구 컴퓨팅 프로그램, Agence Nationale de la Recherche, IDEATE International Associated Laboratory(LIA), 러시아 과학 재단, 우크라이나 국립 과학 아카데미, 국립 과학 재단, 프랑스-버클리 기금, MISTI-프랑스 기금, 미국 주재 프랑스 대사관 과학기술청의 지원을 받았습니다.
.Physicists Are Closing In on the Next Breakthrough in Particle Physics – And the Search for Our Own Origins
물리학자들은 입자 물리학의 다음 혁신과 우리 자신의 기원에 대한 탐구에 가까워지고 있습니다
로렌스 버클리 국립 연구소2022년 4월 13일
중성미자 입자 아티스트 컨셉 중성미자 입자에 대한 추상 예술가의 개념. CUORE 팀, 중성미자의 기이한 행동에 새로운 한계를 설정하다 물리학자들은 중성미자의 진정한 본질에 점점 더 다가가고 있으며, 어쩌면 우리 존재에 대한 근본적인 질문에 대한 답에 한 걸음 더 가까워졌을지도 모릅니다. 산 아래의 한 연구실에서 물리학자들은 얼어붙은 공기보다 훨씬 차가운 결정을 사용하여 유령 입자를 연구하고 있으며, 우주의 시작부터 비밀을 알아내고자 합니다.
희귀 사건을 위한 저온 지하 관측소(CUORE)의 연구원들은 이번 주에 중성미자가 자체 반입자일 수 있는 이상한 가능성에 지금까지 가장 엄격한 한계를 두었다고 발표했습니다. 중성미자는 매우 특이한 입자로, 너무나 초월적이고 편재적이어서 우리가 알아차리지 못한 채 정기적으로 우리 몸을 통과합니다. CUORE는 지난 3년 동안 중성미자와 반중성미자가 같은 입자일 때만 가능한 독특한 핵 붕괴 과정의 증거를 보기 위해 참을성 있게 기다려 왔습니다. CUORE의 새로운 데이터에 따르면 이 붕괴는 전혀 일어나지 않더라도 수조 년이 지나야 발생합니다. CUORE가 이 작은 유령의 행동에 대한 한계는 입자 및 핵 물리학의 다음 획기적인 발견을 위한 탐색과 우리 자신의 기원을 찾는 데 중요한 부분입니다.
CUORE 과학자들 CUORE 과학자 Paolo Gorla 박사(LNGS, 왼쪽)와 Lucia Canonica 박사(MIT, 오른쪽)가 CUORE 극저온 시스템을 검사하고 있습니다. 출처: Yury Suvorov 및 CUORE 협업 "궁극적으로 우리는 물질 생성을 이해하려고 노력하고 있습니다." 이탈리아 Laboratori Nazionali del Gran Sasso(LNGS)의 연구원이자 CUORE의 대변인인 Carlo Bucci가 말했습니다.
"우리는 자연의 근본적인 대칭성을 위반하는 과정을 찾고 있습니다." 에너지부 로렌스 버클리 국립 연구소(Berkeley Lab)의 박사후 연구원이자 새로운 연구의 주요 저자 중 한 명인 Roger Huang이 덧붙였습니다. CUORE(이탈리아어로 "심장"을 의미)는 세계에서 가장 민감한 중성미자 실험 중 하나입니다. CUORE의 새로운 결과는 지난 3년 동안 수집된 다른 고해상도 검색보다 10배 더 큰 데이터 세트를 기반으로 합니다. CUORE는 이탈리아의 Istituto Nazionale di Fisica Nucleare(INFN)와 미국의 Berkeley Lab이 이끄는 국제 연구 협업에서 운영합니다.
CUORE 검출기 자체는 INFN의 시설인 LNGS의 약 1마일 깊이의 단단한 암석 아래에 있습니다. 미국 에너지부에서 지원하는 핵물리학자들은 이 실험에서 선도적인 과학 및 기술적 역할을 합니다. CUORE의 새로운 결과는 2022년 4월 6일 Nature 에 게재되었습니다 . 특이한 입자 중성미자는 어디에나 있습니다. 이 문장을 읽는 동안에도 엄지손톱만 해도 수조 개의 중성미자가 통과하고 있습니다.
중성미자는 우주에서 가장 강력한 두 가지 힘인 전자기력과 강한 핵력에는 보이지 않기 때문에 상호 작용 없이 여러분, 지구, 그리고 거의 모든 것을 통과할 수 있습니다. 엄청난 수에도 불구하고, 그 수수께끼 같은 특성 때문에 연구하기가 매우 어렵고, 90년 전 처음 가정된 이후로 물리학자들은 머리를 긁적거렸습니다. 1990년대 후반까지 중성미자에 질량이 있는지조차 알려지지 않았습니다. 하지만 그렇게 많지는 않지만, 질량이 있는 것으로 밝혀졌습니다.
중성미자에 대한 많은 미해결 문제 중 하나는 중성미자가 자신의 반입자인지 여부입니다. 모든 입자는 반입자, 즉 자신의 반물질 대응물을 가지고 있습니다. 전자는 반전자(양전자)를 가지고 있고, 쿼크는 반쿼크를 가지고 있으며, 중성자와 양성자(원자의 핵을 구성함)는 반중성자와 반양성자를 가지고 있습니다. 하지만 이러한 모든 입자와 달리 중성미자는 이론적으로 자신의 반입자일 수 있습니다. 자신의 반입자인 이러한 입자는 1937년 이탈리아 물리학자 에토레 마요라나가 처음 가정했으며, 마요라나 페르미온이라고 합니다.
CUORE 감지기 설치 중 CUORE 검출기가 크라이오스탯에 설치되고 있습니다. 출처: Yury Suvorov와 CUORE Collaboration
중성미자가 마요라나 페르미온이라면, 그것은 우리 존재의 근원에 있는 깊은 의문을 설명할 수 있습니다. 즉, 우주에 반물질보다 물질이 훨씬 더 많은 이유입니다 . 중성미자와 전자는 모두 렙톤, 일종의 기본 입자입니다. 자연의 기본 법칙 중 하나는 렙톤의 수가 항상 보존된다는 것입니다. 어떤 과정에서 렙톤이 생성되면, 균형을 맞추기 위해 반렙톤도 생성해야 합니다. 마찬가지로, 양성자와 중성자와 같은 입자는 바리온으로 알려져 있으며, 바리온 수 역시 보존되는 것으로 보입니다. 그러나 바리온과 렙톤 수가 항상 보존된다면, 우주에는 반물질과 정확히 같은 양의 물질이 있을 것이고, 초기 우주에서는 물질과 반물질이 만나 소멸되었을 것이고, 우리는 존재하지 않았을 것입니다. 무언가가 바리온과 렙톤의 정확한 보존을 위반해야 합니다. 중성미자가 등장합니다. 만약 중성미자가 그 자신의 반입자라면, 렙톤 수는 보존될 필요가 없고, 우리의 존재는 훨씬 덜 신비로워집니다.
황은 "우주의 물질-반물질 비대칭은 아직 설명되지 않았습니다."라고 말했습니다. "중성미자가 자신의 반입자라면, 그것이 그것을 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다." 이것이 마요라나 중성미자가 답할 수 있는 유일한 질문은 아닙니다. 전자보다 약 백만 배 가벼운 중성미자의 극도의 가벼움은 오랫동안 입자 물리학자들에게 수수께끼였습니다. 하지만 중성미자가 그 자체의 반입자라면, "시소 메커니즘"으로 알려진 기존의 해결책은 우아하고 자연스러운 방식으로 중성미자의 가벼움을 설명할 수 있습니다. 희귀한 부패를 위한 희귀한 장치 하지만 중성미자가 그 자체의 반입자인지 여부를 판단하는 것은 어렵습니다.
정확히 말해서 중성미자는 전혀 상호작용하지 않기 때문입니다. 물리학자들이 마요라나 중성미자를 찾는 데 사용하는 가장 좋은 도구는 중성미자 없는 이중 베타 붕괴라고 하는 가상의 방사성 붕괴입니다. 베타 붕괴는 일부 원자에서 흔히 볼 수 있는 붕괴 형태로, 원자핵의 중성자를 양성자 로 바꾸고 원자의 화학 원소를 바꾸며 그 과정에서 전자와 반중성미자를 방출합니다. 이중 베타 붕괴는 더 드뭅니다.
중성자 하나가 양성자로 바뀌는 대신 두 개가 양성자로 바뀌면서 그 과정에서 전자 두 개와 반중성미자 두 개를 방출합니다. 하지만 중성미자가 마요라나 페르미온이라면 이론적으로 단일 "가상" 중성미자가 자체 반입자로 작용하여 이중 베타 붕괴에서 두 반중성미자를 대체할 수 있습니다. 두 전자만이 원자핵에서 빠져나올 것입니다. 중성미자가 없는 이중 베타 붕괴는 수십 년 동안 이론화되었지만, 실제로 관찰된 적은 없습니다.
CUORE 실험은 이 붕괴 과정에서 텔루륨 원자를 포착하기 위해 많은 노력을 기울였습니다. 이 실험은 텔루륨 산화물의 고순도 결정 약 1,000개를 사용하며, 총 무게는 700kg(1,500파운드)이 넘습니다. 이 정도의 텔루륨이 필요한 이유는 평균적으로 불안정한 텔루륨 원자 하나가 일반적인 이중 베타 붕괴를 겪는 데는 현재 우주의 나이보다 수십억 배 더 오래 걸리기 때문입니다. 하지만 CUORE에서 사용하는 결정 하나에는 수조 개의 텔루륨 원자가 들어 있으므로 일반적인 이중 베타 붕괴는 검출기에서 하루에 몇 번 정도 상당히 규칙적으로 발생합니다. 중성미자가 없는 이중 베타 붕괴는 전혀 발생하지 않는 경우가 훨씬 더 드물기 때문에 CUORE 팀은 가능한 한 많은 배경 방사선원을 제거하기 위해 열심히 노력해야 합니다.
검출기를 우주선으로부터 보호하기 위해 전체 시스템은 이탈리아 반도에서 가장 큰 산인 그란 사소 산 아래에 있습니다. 또한 수 톤의 납이 차폐 역할을 합니다. 하지만 새로 채굴한 납은 우라늄 및 기타 원소로 오염되어 약간의 방사능을 띠고 있으며, 이 방사능은 시간이 지날수록 감소합니다. 따라서 CUORE의 가장 민감한 부분을 둘러싸는 데 사용된 납은 대부분 2000년 전 침몰한 고대 로마 선박에서 회수한 납입니다. 아마도 CUORE에서 사용하는 가장 인상적인 기계는 검출기를 차갑게 유지하는 저온 유지 장치일 것입니다. 중성미자 없는 이중 베타 붕괴를 감지하기 위해 CUORE 검출기의 각 결정의 온도는 섭씨 10,000분의 1도만큼 작은 온도 변화를 감지할 수 있는 센서로 주의 깊게 모니터링됩니다 . 중성미자 없는 이중 베타 붕괴는 특정 에너지 시그니처를 가지고 있으며 단일 결정의 온도를 잘 정의되고 인식할 수 있는 양만큼 높입니다. 그러나 그 감도를 유지하려면 검출기를 매우 차갑게 유지해야 합니다.
구체적으로는 절대 영도 보다 100분의 1도 높은 약 10mK로 유지됩니다 . Gran Sasso Science Institute의 연구원이자 CUORE의 Run Coordinator인 Laura Marini는 "이것은 알려진 우주에서 가장 차가운 입방미터 입니다 ."라고 말했습니다. 그 결과 검출기의 감도는 정말 놀랍습니다. Marini는 "칠레와 뉴질랜드에서 대지진이 발생했을 때 실제로 검출기에서 지진의 일부를 보았습니다."라고 말했습니다.
"우리는 또한 60km(37마일) 떨어진 아드리아해의 해안에 파도가 부서지는 것을 볼 수 있습니다. 그 신호는 폭풍이 치는 겨울에 더 커집니다." 심장을 통과하는 중성미자 그 놀라운 민감성에도 불구하고 CUORE는 아직 무중성미자 이중 베타 붕괴의 증거를 발견하지 못했습니다. 대신 CUORE는 평균적으로 이 붕괴가 단일 텔루륨 원자에서 22조조년에 한 번 이상 발생하지 않는다는 것을 확인했습니다 . 존스홉킨스 대학의 조교수이자 CUORE 물리학 위원회의 일원인 다니엘 스펠러는 "무중성미자 이중 베타 붕괴가 관찰된다면 자연에서 관찰된 가장 희귀한 과정이 될 것이며, 반감기는 우주의 나이보다 1조 배 이상 길 것입니다."라고 말했습니다. "CUORE는 이 붕괴가 발생하더라도 감지할 만큼 민감하지 않을 수 있지만 확인하는 것이 중요합니다. 물리학은 때때로 놀라운 결과를 낳고, 그때 가장 많은 것을 배웁니다." CUORE가 무중성미자 이중 베타 붕괴의 증거를 찾지 못하더라도 차세대 실험을 위한 길을 닦고 있습니다. CUORE의 후속인 CUORE 업그레이드와 입자 식별(CUPID)은 이미 진행 중입니다.
CUPID는 CUORE보다 10배 이상 민감하여 마요라나 중성미자의 증거를 엿볼 수 있는 가능성이 있습니다. 하지만 다른 것과 상관없이 CUORE는 과학 및 기술의 승리입니다.무중성미자 이중 베타 붕괴 속도에 대한 새로운 경계뿐만 아니라 저온 유지 장치 기술을 시연했다는 점에서도 그렇습니다.LNGS의 직원 과학자이자 CUORE의 기술 코디네이터인 파올로 고르라는 "이것은 세계에서 가장 큰 종류의 냉장고입니다."라고 말했습니다. "그리고 약 3년 동안 10mK에서 지속적으로 유지되었습니다." 이러한 기술은 기본 입자 물리학을 훨씬 넘어서는 응용 분야가 있습니다. 구체적으로, 양자 컴퓨팅에서 사용될 수 있는데 , 여기서는 대량의 기계를 충분히 차갑게 유지하고 환경 방사선으로부터 보호하여 양자 수준에서 조작하는 것이 이 분야의 주요 엔지니어링 과제 중 하나입니다. 한편, CUORE는 아직 끝나지 않았습니다. "우리는 2024년까지 운영할 것입니다."라고 Bucci는 말했습니다. "무엇을 찾을지 기대됩니다."
참고문헌: The CUORE Collaboration의 “CUORE를 이용한 밀리켈빈 저온학을 활용한 Majorana 중성미자 검색”, 2022년 4월 6일, Nature . DOI: 10.1038/s41586-022-04497-4 CUORE는 미국 에너지부, 이탈리아 국립 핵물리학 연구소(Instituto Nazionale di Fisica Nucleare, 또는 INFN), 그리고 미국 국립과학재단(NSF)의 지원을 받습니다. CUORE 협력 회원은 다음과 같습니다: 이탈리아의 INFN, 볼로냐 대학교, 제노아 대학교, 밀라노-비코카 대학교, 사피엔자 대학교; 캘리포니아 폴리테크닉 주립 대학교, 샌 루이스 오비스포; 버클리 랩; 존스 홉킨스 대학교; 로렌스 리버모어 국립연구소; 매사추세츠 공과대학교; 캘리포니아 대학교 버클리 ; 캘리포니아 대학교, 로스앤젤레스; 사우스 캐롤라이나 대학교; 버지니아 폴리테크닉 연구소 및 주립 대학교; 미국의 예일 대학교 ; 프랑스의 사클레이 핵 연구 센터(CEA)와 이렌 졸리오 퀴리 연구소(CNRS/IN2P3, 파리 사클레 대학교); 중국의 복단 대학교와 상하이 교통 대학교.
메모 2412192007 소스1.분석중 _[[]]
1.
중성미자가 마요라나 페르미온이라면, 그것은 우리 존재의 근원에 있는 깊은 의문을 설명할 수 있다. 즉, 우주에 반물질보다 물질이 훨씬 더 많은 이유이다 . 중성미자와 전자는 모두 렙톤, 일종의 기본 입자이다. 자연의 기본 법칙 중 하나는 렙톤의 수가 항상 보존된다는 것이다. 어떤 과정에서 렙톤이 생성되면, 균형을 맞추기 위해 반렙톤도 생성해야 한다.
마찬가지로, 양성자와 중성자와 같은 입자는 바리온으로 알려져 있으며, 바리온 수 역시 보존되는 것으로 보인다. 그러나 바리온과 렙톤 수가 항상 보존된다면, 우주에는 반물질과 정확히 같은 양의 물질이 있을 것이고,
초기 우주에서는 [1]물질과 반물질이 만나 소멸되었을 것이고, 우리는 존재하지 않았을 것이다. 무언가가 바리온과 렙톤의 정확한 보존을 위반]해야 한다. 중성미자가 등장한다. 만약 중성미자가 그 자신의 반입자라면, 렙톤 수는 보존될 필요가 없고], 우리의 존재는 훨씬 덜 신비로워진다.
_[1]] 중성미자가 자신의 반입자이라면, 이는 마치 키랄 oms.vix.ain의 중간자 (중심선 zz')에 양쪽의 렙톤 키랄구조의 부산물일듯..입자물리학에서 경입자수 또는 렙톤수란 입자의 가법 양자수의 하나로, msoss.*pasta입자 nk2(tsp.qms.qvix.dark_energy)에 들어 있는 렙톤a1의 수와 반렙톤b1 수의 차이이다?
*중성자별 파스타는 중성자별 내부에 존재하는 희귀한 물질 상태로, 핵 파스타(Nuclear pasta)라고도 불린다. 중성자별 내부에서 양성자와 중성자가 재배열되어 긴 원기둥이나 면을 이루고, 스파게티와 라자냐와 같은 모양을 형성하는 것을 말한다. 강철보다 100억 배나 더 강력한 물질로, 중성자의 지각 아래에서 만들어진다.
중성자별은 무거운 별이 초신성 폭발을 겪고 남은 중심핵으로, 크기는 수십 km 정도로 작고 밀도가 높다. 초신성 폭발 후 중심핵 부분이 계속 수축하면서 양성자와 전자가 합쳐져 중성자를 형성하게 된다.
2.
중성미자 진동이 아닌 한 다음 세 항은 각각 보존된다. 중성미자 진동에서도 세 항의 합은 보존된다.
Le , 전자수, 전자 + 전자 중성미자;
Lμ , 뮤온수, 뮤온 + 뮤온 중성미자;
Lτ , 타우온수, 타우 입자 + 타우 중성미자.
우주에서 만물이 생겨났을 때처럼, 경입자수가 보존되지 않는 경우가 존재한다. 그러나 B - L은 보존된다. 중성미자 실험을 설명하기 위해 도입된 개념이다.
3.
우주의 물질-반물질 비대칭은 아직 설명되지 않았다. 중성미자가 자신의 반입자라면, 그것이 그것을 설명하는 데 도움이 될 수 있다. 이것이 마요라나 중성미자가 답할 수 있는 유일한 질문은 아니다. 전자보다 약 백만 배 가벼운 중성미자의 극도의 가벼움은 오랫동안 입자 물리학자들에게 수수께끼였다.
하지만 중성미자가 그 자체의 반입자라면, 시소 메커니즘으로 알려진 기존의 해결책은 우아하고 자연스러운 방식으로 [2]중성미자의 가벼움]을 설명할 수 있다. 희귀한 부패를 위한 희귀한 장치 하지만 중성미자가 그 자체의 반입자인지 여부를 판단하는 것은 어렵다.
_[2]] 중성미자는 중성자 내부에 있다. 중성자가 MS 중간구역의 사이드에 있다면 가장 낮은 온도이고 입자는 더 따스한 안쪽으로 몰려든다. 이것이 sms.oms.vix.ain의 중심 ain 고온으로 다가가면 nk2는 좁혀든다. 입자들은 더 작아진다. 무한히 작은 입자는 반입자(음입자)이다. 음영역의 음의 부호만 가진 키랄대칭 sms.oms.vix.ain.chiral 편재(반대편끼리 뭉친) 키랄 반물질 입자이다. 어허.
Example 1. 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
https://www.facebook.com/reel/524666447241681
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