중국에서 물리학 발견의 소리와 함께 불운한 인도 노력의 메아리

2012년 10월 5일 Daya Bay 중성미자 탐지기의 벽을 따라 늘어선 광전자 증배관. 사진: Roy Kalchmidt, Lawrence Berkeley 국립 연구소

• 6월 2일 중국의 대규모 물리학 프로젝트의 과학자들이 서울에서 열린 회의에서 중성미자 연구에서 중요한 매개변수에 대한 가장 정확한 값을 발표했습니다.
• 이 비유는 물리학자들이 몇 가지 미스터리를 푸는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있게 해주지만 동시에 중국 프로젝트의 승리와 인도 프로젝트의 종말을 가리키기도 합니다.
• 2012년 Daya Bay 프로젝트의 연구원들은 θ13이라는 매개변수의 첫 번째 최종 측정값을 보고했는데, 그 값은 예상보다 훨씬 높았습니다.
• 인도 그룹은 인도에 기반을 둔 중성미자 천문대(INO)의 승인을 위해 로비 활동을 추진했으며 회원들은 그들이 발견할 수 있는 것에 대해 흥분했습니다.
• 중국의 물리학자들은 성공적인 설계를 바탕으로 차세대 중성미자 탐지기 구축을 시작할 수 있었지만 INO에 대한 전망은 희미해졌습니다.

6월 2일, 중국의 대규모 물리학 프로젝트 과학자들은 중성미자 연구의 중요한 매개변수에 대해 지금까지 가장 정확한 값을 제시했습니다. 회의에서 대한민국 서울에서 진행됩니다. 이 비유를 통해 물리학자들은 고대 미스터리를 해결하는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있습니다. 그러나 집에 가깝다는 것은 중국 프로젝트의 승리이자 먼저 거기에 도달하려는 인도 프로젝트의 종말을 의미합니다.

계획된 중국 및 인도 프로젝트 모두 우주에서 가장 흔한 아원자 입자인 중성미자를 연구하도록 설계되었습니다. 질량이 있는 사람. 중성미자는 매우 가볍고 전하가 없으며 물질과 거의 상호 작용하지 않으므로 감지하고 연구하기가 매우 어렵습니다. 그러나 과학자들은 몇 달 또는 몇 년 동안 조용히 앉아 있는 대형 검출기를 제작하여 검출기의 재료 및 특성과 충돌하는 모든 중성미자를 기록했습니다.

중성미자 연구는 다른 아원자 입자와 마찬가지로 우주에 어떤 식으로든 영향을 미쳤기 때문에 가치가 있습니다. 그러나 중성미자는 우리가 이해할 수 없는 독특한 방식으로 행동하기 때문에 특별합니다. 즉, 중성미자가 해결하는 데 도움이 될 수 있는 퍼즐이 무엇인지 모릅니다. 많은 물리학자들은 중성미자가 암흑 물질(만약 그런 일이 일어난다면)이 어떻게 붕괴하고 통찰력을 제공하다 중력의 양자적 성질에서.

세타 하나 셋

이 모든 답을 얻는 열쇠는 θ13(“세타 원 셋”으로 발음)으로 알려진 숫자입니다. 9년 전, 이론 물리학자이자 현재 은퇴한 첸나이 수학 과학 연구소의 교수인 MVN Murthy와 대화를 나눴습니다. 그 이후로 INO 관련 뉴스에 대한 나의 기억은 13과 지울 수 없이 연결되었습니다.

중성미자는 세 가지 또는 세 가지 유형으로 제공됩니다. 풍미: 전자 중성미자, 뮤온 중성미자, 타우 중성미자. 한 가지 맛의 중성미자가 우주를 비행하면 다른 맛의 중성미자로 변할 수 있습니다. 이런 일이 일어나면 중성미자가 가지고 있다고 합니다. 줏대 없는. 우리는 중성미자 진동이 어떻게 발생하는지 정확히 모릅니다. 우리는 또한 어떤 맛의 중성미자가 가장 무겁고 어떤 것이 가장 가벼운지 모릅니다. 하지만 우리는 싶습니다.

과학자 네트워크 사용 9개의 매개변수에서 중성미자에 대한 물리적 질문에 답합니다. 그 중 6개는 중성미자 질량 계층에 대해 알려줄 것으로 예상됩니다. 혼합 각도라고 하는 그 중 세 가지는 중성미자의 세 가지 맛이 서로 어떻게 혼합되는지와 관련이 있습니다. 이러한 질문에 대한 답이 필요하면 이러한 각 매개변수에 대한 값이 필요합니다. 2007년 중국 물리학자들이 Daya Bay 중성미자 검출기 실험을 설계했을 때 세 가지 혼합 각도 중 θ13만 알 수 없었습니다. 그 값은 전자 중성미자가 다른 맛에서 진동하는 빈도를 나타냅니다.

2015년 인도 정부는 인도 물리학자 그룹의 제안에 동의하여 인도에 기반을 둔 중성미자 관측소 (INO) Theni, Tamil Nadu에 1,500억 루피를 할당했습니다. Murthy와 INO 협력의 다른 구성원은 천문대가 13을 더 높은 정확도로 측정하고 몇 가지 중요한 관련 문제를 해결하는 데 도움이 될 것이라고 말했습니다.1

중성미자는 고체 암석과 같은 물질에 대해 공기를 통과할 때 다르게 진동합니다. 따라서 다른 방사선을 걸러내는 자연적인 장벽을 만드는 속이 빈 산 안에 위치하게 될 INO 탐지기는 대기를 통해 위에서 오는 뮤온 중성미자와 지구를 가로질러 아래에서 오는 뮤온 중성미자를 추적할 것입니다. 각 소스에서 “누락된” 전자 중성미자(진동했을 것이기 때문에)의 비율을 기반으로 하여 이 프로젝트는 과학자들에게 하나의 전자 중성미자의 하나의 풍미와 질량 계층을 진동할 확률을 추정하는 방법을 제공할 것입니다.

그러나 오늘날 INO는 미래가 있다면 암울한 미래를 응시하고 있습니다.

장먼 전망대

서울에서 열린 물리학 회의에서 다야베이 프로젝트의 연구원들은 현재까지 가장 정확한 값인 13을 제시했습니다. 2012년에 같은 프로젝트의 연구원들은 예상보다 훨씬 높은 값인 θ13의 첫 번째 최종 측정값을 보고했습니다. 그것은 중성미자 물리학에 대한 관심을 증가시켰고, 프로젝트 승인을 위해 로비하기 위해 INO의 협력을 장려했으며, 그들이 발견할 수 있는 것에 대해 흥분하게 했습니다.

일부 사람들은 우주에 반물질보다 더 많은 물질이 포함된 이유에 대한 답이 중성미자와 반중성미자의 차이에 있다고 믿습니다. “세 가지 혼합 각도를 측정한 후 물리학자들은 CP 위반 또는 전하 및 원자가 커플링 위반을 연구하기 위해 다음 야심찬 실험을 진행할 수 있습니다.”라고 Daya에서 공동 작업한 Caltech의 2012년 보도 자료입니다. Bay 프로젝트는 과학자 물리학자 Robert McKeown의 말을 인용합니다. “CP 위반이 사실이라면 입자 상호 작용은 반물질의 입자 동위 원소를 포함하는 반응과 다른 속도로 발생할 수 있습니다.”

발표는 두 가지 다른 일을 했습니다. 그것은 중국 연구원들에게 그들이 올바른 길을 가고 있다고 말했고 그 연구원들이 중성미자 탐지기를 만들고 작동하는 방법을 알고 있다는 것을 세상에 알렸습니다. 둘 다 중국이 Jiangmen Underground Neutrino Observatory(JUNO)에 돈과 지식을 제공하는 국제 협력을 형성하는 데 도움이 되었습니다. JUNO는 Daya Bay의 뒤를 이을 것으로 기대되며 전 세계의 현대적인 대응물과 함께 중성미자 진동에 대한 큰 통찰력을 제공할 것으로 예상됩니다. 미국의 DUNE과 일본의 Super-Kamiokande(업그레이드 중)입니다.

인도의 물리학자들은 INO가 그들 중 하나가 되기를 바랐지만 이것은 가능성이 낮아 보인다. 인도 정부는 2015년 1월 5일 INO를 승인했고 JUNO 기공식이 중국 남부에서 열렸다. 5일 후. 그러나 그 이후로 두 프로젝트의 경로는 반대 방향을 택했습니다. ~에 따르면 업데이트 2022년 4월 28일 중국과학원에서 JUNO 건설이 한창 진행 중이며 내년에 완공될 예정이다.

한편, 타밀나두 정부는 올해 2월 연방정부에 INO 취소를 요청하는 진술서를 고등법원에 제출했다. 신청 통화 팔로우 타밀나두 총리 MK 스탈린은 지난해 나렌드라 모디 총리에게 프로젝트 중단을 촉구하는 서한을 보냈다. 그것은 긴 장애물의 줄에서 마지막 장애물이었고, 다른 시간에 동기 부여 과학에 대한 불신, 정부에 대한 불신, 절차상의 불규칙성, 사이비과학, 환경적 우려, 그리고 불가피하게 목적 상실을 통해.

큰 과학

2012년 Daya Bay 발표는 서로 다른 두 나라에서 INO와 JUNO에 대한 작업에 박차를 가했습니다. 처음에 협력 회원들은 INO가 작동을 시작하면 중성미자 천문학에서 극점의 위치를 ​​복원할 것이라고 말했습니다. 한때 소유했던 인도. 그들은 또한 두 도구가 함께 작업을 시작하면 함께 작업하여 서로의 결과를 보완하고 검증할 수 있다고 말했습니다.

하지만 시간이 지나면서 공사가 늦어지더라도 에 뻗어물리학자들은 또한 다음과 관련된 실험을 포함하도록 프로젝트 사이트를 개조하거나 용도를 변경하는 아이디어를 내놓기 시작했습니다. 암흑 물질 및 기타 지역. 제안에 약간의 수정만 필요하고 물류가 이미 설정되어 있고 협업에 필요한 거의 모든 승인이 필요하며 무엇보다 재배치는 인도 최초 큰 세계 낭비에서 프로젝트.

INO 회원들은 적어도 작년까지만 해도 그들의 프로젝트가 언젠가는 실현되기를 바랐습니다. 그러나 차세대 중성미자 프로젝트에 대한 관심이 인도에서 멀어진 것도 분명한 것 같습니다. (이제 국내 최초의 주요 과학 프로젝트가 될 것으로 예상됩니다. LIGO 검출기 마하라슈트라에서 온다.) 중성미자 실험에 자금을 지원하고 지원하려는 국제적 열망이 있다. 그래서 INO의 I는 인도를 의미한다.기반으로그리고 인디언이 아닙니다. 하지만 JUNO는 반드시 INO보다 먼저 성과를 낼 것입니다.

2021년 10월 현재 전 세계의 다양한 중성미자 프로젝트의 결과에 따르면 값은 θ13입니다. 수 8.20° ~ 8.93°. 서울 컨퍼런스에서 다야베이 협력은 그가 다음과 같이 할 수 있었다고 보고했다. 정확도 향상 측정값에서 2.8%까지. 2 Daya Bay 프로젝트도 공식적으로 종료되었으며, 그 배턴은 JUNO에 이양되었습니다. JUNO는 1% 미만의 정확도를 가지므로 우주의 신비에 대한 더 명확한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

그동안 INO의 미래에 대한 미스터리를 살펴보자.