물리학 ‘표준 모델’파괴 … 과학계는 ‘새로운 힘’의 가능성을 발견

사진 소스, Reidar Hahn / FermiLab

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페르미 국립 가속기 연구소 Muon g-2 실험 장치

냉장고 문에 자석을 붙이는 것부터 후프에 공을 던지는 것까지 물리학의 힘은 우리 삶의 매 순간 작동합니다.

현대 물리학은 자연계에 존재하는 기본 힘, 즉 우리가 매일 경험하는 모든 힘을 중력, 전자기력, 힘 및 약한 힘으로 정의합니다.

하지만 지금은 물리학 자들이이 정의를 다시 작성해야하는 다섯 번째 힘의 신호를 발견했습니다.

이 발견은 미국 시카고 근처의 실험실에서 나왔습니다.

앞서 확인한 네 가지 기본 힘은 우주의 모든 물체와 입자가 상호 작용하는 방식을 제어합니다.

예를 들어 중력은 물체가 땅에 떨어지고 무거운 물체가 마치 바닥에 붙어있는 것처럼 작동하게합니다.

영국 과학 기술 시설위원회 (STFC)는 이번 발견이 발견되지 않은 아 원자 입자 나 새로운 힘의 존재에 대한 강력한 증거를 제공한다고 말했다.

그러나 이번 뮤온 g-2 실험의 결과는 아직 새로운 과학적 발견으로 인정받을 수준에 이르지 못했다.

현재 결과가 통계 오류로 인한 확률은 40,000 분의 1이며 이는 4.1 시그마의 통계적 신뢰도에 해당합니다.

물리학의 새로운 발견을 위해 통계적 우연의 확률은 350 만분의 1 또는 5 시그마 여야합니다.

영국 연구팀의 대표로 실험에 참여한 맨체스터 대학의 마크 랭커스터 교수는 BBC에 “뮤온 상호 작용이 표준 모델과 일치하지 않는다는 것을 발견했다”고 말했다.

표준 모델은 현대 물리학에서 우주의 구성과 운동을 설명하는 이론입니다.

Lancaster 교수는이 발견이 “매우 흥미로운 발견”이라고 말했습니다. 이것은 “우리가 전에 본 적이없는 새로운 물리 법칙, 입자 및 새로운 힘”의 가능성을 시사합니다.

이번 발견은 미국, 일본, 그리고 가장 최근에는 스위스와 프랑스 국경을 가로 지르는 대규모 입자 충돌기의 입자 물리학 실험 결과와 일치합니다.

실험에 참여하지 않은 케임브리지 대학의 벤 알라 낙 교수는 “내 본능적 감각은 이것이 사실이라고 BBC에 말하고있다”고 말했다.

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실험이 진행된 일리노이 주 시카고 근처의 바타 비아

“나는 우리가 알고있는 세상 너머의 힘과 입자를 연구하는 데 내 경력을 보냈습니다. 지금이 그것을 발견 한 순간이고 너무 흥분해서 잠을 잘 수 없습니다.”

일리노이 주 바타 비아의 페르미 국립 가속기 연구소에서 수행 된이 연구는 새로운 물리적 힘의 징후를 찾기 위해 아 원자 입자 뮤온의 흔들림을 연구했습니다.

세상에는 원자보다 작은 입자와 아 원자가 있습니다. 일부는 아 원자 상태에서 더 작은 입자로 분해 될 수있는 반면, 일부 아 원자는 더 이상 분해 될 수 없습니다.

뮤온은 더 이상 아 원자 상태로 분할 할 수없는 기본 입자 중 하나로 분류됩니다.

뮤온은 전자와 비슷하지만 그 질량은 전자의 200 배입니다.

뮤온 g-2 실험을 주도한 연구원들은 뮤온을 14m 자기 트랙에 놓고 자기장에서 움직임을 관찰했습니다.

그가 표준 모델을 통해 표현 된 현대 물리학 법칙을 따랐다면 뮤온은 예측 된 값에 의해 흔들 렸을 것입니다.

그러나 연구진은 뮤온이 예상보다 빠르게 흔들리는 것을 발견했습니다. 이것은 뮤온이 과학계에 알려지지 않은 새로운 힘의 영향을 받고 있음을 의미 할 수 있습니다.

사진 소스, Fermilab

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Fermi National Accelerator Institute, 시카고 근처 2700 헥타르 부지에 기반을 둔 미국 최고의 입자 물리학 연구소

뮤온에 미치는 영향 외에이 새로운 힘이 어떻게 작용하는지는 아직 아무도 모릅니다.

물리학 자들은 이것이 아직 발견되지 않은 아 원자와 관련이있을 수 있다고 믿습니다.

이 가상 입자가 무엇인지에 대해 하나 이상의 가능성이 제안되었습니다.

하나는 leptoquark이고 다른 하나는 Z’boson 일 가능성이 높습니다.

지난달 LHCb 실험에 참여한 물리학 자들도 새로운 입자와 힘의 가능성을 제시했습니다.

당시 LHCb 실험에 참여한 임페리얼 칼리지 런던의 미테시 파텔 박사는 “경주가 새로운 것이 발견되었다는 증거를 얻기 시작했습니다.”라고 말했습니다. 나는 희망.”

Alanac 교수는 이것에 다양한 이름을 부여했으며, 이는 그의 이론적 모델에서 다섯 번째 기본 힘이 될 수 있습니다.

그중에는 ‘향기 력’, ‘세 번째 하이퍼 포스’, 심지어 평범한 ‘B 마이너스 L2’도 있습니다.

사진 소스, ESA / 허블 및 NASA

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우리가 설명 할 수없는 우주에는 여전히 많은 수수께끼가 있습니다.

아 원자 입자는 우리에게 더 친숙한 중력 및 전자기력 (전기 및 자기 작용의 힘)이 아닌 강하고 약한 힘에 의해 제어됩니다.

Fifth Basic Force는 최근 수십 년 동안 과학자들이 의문의 여지가있는 우주에 대한 큰 수수께끼를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

예를 들어, 우주의 팽창이 가속화되고 있다는 관측은 암흑 에너지로 알려진 신비한 현상 때문입니다.

그러나 과거의 일부 학자들은 이것이 5 강의 증거 일 수 있다고 제안했습니다.

BBC ‘The Sky at Night’의 공동 진행자 인 Maggie Aderine Pocock 박사는 “놀랍습니다.이 발견은 물리학을 뒤집을 가능성이 있습니다.”라고 말했습니다. 디스커버리는 이러한 수수께끼에 대한 핵심 해답을 제공 할 수 있습니다.”

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