찾고 있는 불완전한 뉴트리노가 혹시 보존은 아닐까?

       

찾고 있는 불완전한 뉴트리노가  혹시 보존은 아닐까?  뉴트리노 / 과학 2013/06/29 09:00 http://blog.naver.com/hansyoo/120193012328 전용뷰어 보기 찾고 있는 불완전한 뉴트리노가 혹시 보존은 아닐까? 16:06 27 June 2013 by Lisa Grossman, NewScientist 50년 전에 제안되었던 입자가 뉴트리노의 일부로 여태껏 감추어져 있었는지도 모른다. 만일 그렇다면 우주의 모든 물질 가운데 80% 이상을 차지하고 있는 눈에 보이지 않는 신비로운 암흑물질의 기원을 설명하는데 도움이 될 수 있다. ------------------------------ * 우주에는 암흑에너지가 68%, 암흑물질이 27%, 그리고 우리 눈에 보이는 물질은 단 5%가 있다(최신 정보이다.). 그러나 암흑물질도 물질이라고 생각하면 모든 물질 가운데 눈에 보이지 않는 암흑물질은27/32, 약 84%가 되고, 눈에 보이는 물질은 단 16% 정도다. ------------------------------ 지난 1960년대에 제안되었던 골드스톤 보존(Goldstone boson)은 힉스 메커니즘의 일부로 추정된다. 하지만 아직까지 골드스톤 보존에 대한 실마리는 발견되지 않았다. ------------------------------ * 골드스톤 보존, Goldstone boson. 일본의 요이치로 남부(Yoichiro Nambu)가 초전도체 메커니즘(BCS superconductivity mechanism)에서 발견했고 이후 미국의 제프리 골드스톤(Jeffrey Goldstone)이 정리했다. 그래서 남부-골드스톤 보존이라고도 한다. ------------------------------    우주배경복사(CMB, cosmic microwave background)는 빅뱅 약 38만년 후에 발생한 태고의 복사선이다. 플랑크 위성에서 얻어진 데이터로 제작된 새로운 고해상도 우주배경복사 지도(아래 그림)는 초기 우주의 온도 변화에 따른 패턴을 보여준다. 우주배경복사 지도는 코베(COBE, Cosmic Background Explorer) 탐사선이 지난 1992년 처음으로 제작하였다(맨 위). 당시 제작된 지도는 오른쪽에 있는 지구본 정도의 해상도에 해당한다. 2003년WMAP(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) 위성이 한 차원 높은 해상도로 지도를 제작했고(두 번째), 그리고 드디어 플랑크(Planck) 지도가 2013년 올해 제작되었다. (Image: NASA/European Space Agency; graphic by Adam Becker and Peter Aldhous)   WMAP에서 제작된 우주배경복사 지도와 플랑크 지도를 비교하면 지구본의 유럽 지역으로 줌인해보면 된다. 플랑크 위성에서 제작된 우주배경복사 지도가 얼마나 선명한 것인지 알 수 있다. (Image: NASA/European Space Agency; graphic by Adam Becker and Peter Aldhous)     플랑크 위성이 제작한 우주배경복사 지도(맨 위)와 우주팽창 모델에서 예측한 지도(중간). 맨 아래는 정밀 지도로 새로이 추정된 우주 구성 물질. 우주에는 암흑에너지가 68%(68.3%), 일반 물질이 5%(4.9%), 그리고 암흑물질이 27%(26.8%). (Image: NASA/European Space Agency; graphic by Adam Becker and Peter Aldhous)      우주론자들은 우주배경복사 지도상에 나타나는 패턴들이 원시 우주에 존재했던 다양한 입자들 간의 상호작용에서 발생한 것이라고 생각한다. 여기에는 3가지 알려진 중성미자가 있는데, 중성미자는 거의 질량이 없는 입자로 일반 물질과는 거의 상호작용을 하지 않고 자유로이 우주 공간을 돌아다닌다.  골드스톤이 희망이다. ―――――――――――――――       질량이 거의 없는 유령 같은 중성미자들도 원시 우주에서 물질이 뭉쳐 생겨나는데 영향을 줄 수 있다. 그런데 이상한 것은 우주배경복사 지도가 보여주는 원시 우주가 예상보다 매끈하다는 것이다. 이것을 분석해 보면 중성미자가 단 3가지만 있어서는 안 되고, 3개에서 4개 사이라야 한다는 것이다.    노벨물리학상 수상자인 텍사스 대학 오스틴 캠퍼스의 스티븐 와인버그는 반쪽짜리 중성미자란 것은 있을 수가 없다고 말한다. 그렇다면 이것을 어찌 설명할 것인가?    골드스톤 보존이라면 이 문제를 해결해 줄 수 있다고 와인버그는 말한다. 골드스톤 보존은 자기 자신의 반입자이며 따라서 자기들끼리 충돌하면 소멸된다. 그래서 다른 일반 입자들에 비하면 그 영향력이 반감될 수 있는 것이다. 이 보존은 또한 우주 팽창 과정에서 다른 물질과 잘 반응하지 않을 것으로 예상되며, 마치 중성미자0.39개 식으로 보여질 수 있는 것이다. 그렇다면 관측 결과에 부합되는 것으로 여겨진다고 와인버그는 말한다.    하지만 프린스턴 대학의 데이비드 스퍼겔(David Spergel)은 데이터 상의 노이즈일 수도 있다고 생각한다. 그는 WMAP 위성에서 데이터를 얻을 때부터 주목해 왔는데, 데이터가 개선될수록 표준모델에 점점 더 가까워지고 있다고 말한다.   그러나 만일 불완전한(부분적인) 중성미자가 존재한다면, 골드스톤 보존이 그럴듯하며 매우 흥미로운 해석일 것이라고 스퍼겔은 생각한다.   보존은 질량이 없다. 따라서 보이지는 않지만 질량이 있는 암흑물질이 될 수는 없다. 그러나 와인버그는 이번 분석 결과 골드스톤 보존이 맞는다면 원시 우주로부터 암흑물질의 본질을 밝히는데 도움이 될 수 있다고 한다. 두고 볼 일이다. - 네이버 블로그 <Physics of Dream>  hansyoo 님의 글 중에서 전재.. [출처] 찾고 있는 불완전한 뉴트리노가 혹시 보존은 아닐까?|작성자 HANS