고 에너지 입자의 아이스큐브 검출은 60년의 물리학 이론을 증명 합니다.

고 에너지 입자의 아이스큐브 검출은 60년의 물리학 이론을 증명 합니다.

2016년 12월 6일 고에너지 입자가 우주에서 광속에 가까운 속도로 지구에 충돌 했습니다. 남극 빙하에 박힌 거대 망원경, 아이스큐브 뉴트리노 천문대의 센서를 트리거 했습니다. 아이스큐브는 1960년에 노벨상 물리학자 셸던 그라쇼에 의해 예측 되었습니다. 그래쇼 공명현상을 보고 있었습니다. 2016년 12월 6일 고에너지 입자가 우주에서 광속에 가까운 속도로 지구에 충돌 했습니다. 그 입자는 전자 중성미자로 남극의 빙상 깊숙한 곳에 있는 전자에 충돌 했습니다. 이 충돌로 인해 입자가 급속히 붕괴되고 2차 입자의 샤워가 되어 남극 빙하에 박힌 거대 망원경 아이스큐브 중성미자 천문대의 센서가 작동했습니다. 아이스큐브는 1960년에 노벨상 물리학자 셸던 그래쇼에 의해 예측된 그래쇼 공명 현상을 보고 있었습니다. 이 발견으로 과학자들은 소립자 물리학의 표준 모델을 확인할 수 있었습니다. 남극의 얼음에 묻힌 수천 개의 센서를 사용하여 중성미자로 불리는 거의 질량 없는 입자를 검출하는 아이스큐브의 기초도 있었습니다. 셸던 그라쇼는 1960년에 덴마크 코펜하겐에 있는 닐스 보어 연구소에서 박사학위 취득 후의 연구를 하고 있을 때 처음으로 이 공명을 제안 했습니다. 그래서 그는 논문을 썼습니다. 중성미자의 반물질 쌍둥이인 안티 중성미자가 전자와 상호 작용해서 공명이라고 불리는 방법으로 아직 발견되지 않은 입자를 만들어 냈습니다. 보성이라는 입자가 1983년에야 발견됐을 때 1960년에 그라쇼와 동료가 예상했던 것보다 훨씬 더 무거운 것으로 나타 났습니다. 글라스쇼의 공명에는 CERN의 대형 하드론 충돌형 가속기의 1000배에 가까운 6.3페타의 전자 볼트 중성미자가 필요합니다. 현재도 계획 중에도 이 정도의 에너지로 중성미자를 만들 수는 지구상에서 할 수 없어 인공입자 가속기도 할 수 없습니다. 그러나 초대질량 블랙홀이 은하 중심에 있는 거대한 에너지나 그 밖의 극단적인 우주의 사건들은 지구상에서 만들어 낼 수 없는 에너지를 가진 입자를 생성 합니다. 이러한 현상은 2016년 지구에 충돌한 항뉴트리노가 6.3PeV의 에너지로 충돌한 데 따른 것으로 여겨 집니다. 바로 그래쇼의 이론이 예측한 대로입니다. 그라쇼가 닐스보어대 포스트독을 할 때 마이너스 보슨을 만들겠다는 그의 기발한 제안이 남극의 얼음에 충돌하는 먼 은하계로부터의 안티뉴트리노에 의해 실현되리라고는 상상도 못했습니다고 위스콘신매디슨대 선임연구원이자 물리학 교수인 프랜시스 할젠 씨는 말합니다. 아이스큐브의 보수 및 운영 본부 입니다. 2011년 5월에 본격 운용을 개시한 이래, 동천문대는 수백개의 고에너지 천체 뉴트리노를 검출해, 2013년의 천체 물리학적 뉴트리노플랙스의 발견, 2018년의 천체 물리학에 있습니다서의 최초의 천체 물리학적 뉴트리노의 발생원의 특정 등, 입자 물리학에 대해 많은 중요한 성과를 올리고 있습니다. 글라스쇼의 공명 이벤트는 매우 높은 에너지를 가지고 있기 때문에 주목할 만합니다. 에너지가 5PeV가 넘는 IceCube에 의해 검출된 것은 불과 3번째 입니다.이것은 3명의 과학자가 공동 연구의 성과 입니다. 일본 치바대학의 루 루-현재의 UW매디슨대학의 티안 유안 그리고 RWTH 아헨대학의 크리스천 핵입니다. 글라스쇼 공명 검출은 천체 물리학적 기원임이 증명된 최초의 개별 중성미자 입니다. 또, 빛, 입자, 중력파를 이용해 우주를 연구하는 멀티 메신저 천체 물리학에 대한 아이스큐브의 독특한 공헌도 실증하고 있습니다. 중성미자 천문학의 새로운 한 장이 열립니다. 중성미자와 중성미자의 얽힘이 풀리기 때문 입니다. 지금까지의 측정에서는 중성미자와 반 중성미자의 차이에 민감하지 않았습니다. 그 결과, 천체 물리적 뉴트리노플랙스의 반뉴트리노 성분을 직접 측정하는 것은 처음 입니다」라고, 이 논문의 주된 분석자의 1인인 Lu씨는 말하고 있습니다. 가속기의 물리적 크기와 가속 영역의 자기장 강도 등 천체물리 중성미자원에는 측정할 수 없는 특성이 많이 있습니다고 위스콘신 얼음큐브 입자천체물리학센터의 어시스턴트 사이언티스트에서 다른 주요 분석자이기도 한 유안 씨는 말합니다. 중성미자 대 안티뉴트리노 비를 측정할 수 있으면 이들의 특성을 직접 조사할 수 있습니다. "이 결과는, 국제적인 코라보레이션의 가치도 나타내 보이고 있습니다. IceCube는 12개국에 있는 53개 기관에서 400명 이상의 과학자, 엔지니어, 스태프에 의해 운영되고 있으며 이는 IceCube 콜라보레이션으로 알려져 있습니다. 이 문서의 주요 분석 도구는 아시아, 북미 및 유럽에서 연계하여 작동 하였습니다.중성미자 대 안티뉴트리노 비를 확실하게 측정하기 위해 아이스큐브 공동연구소는 더 많은 유리의 공명을 보고 싶어합니다.