제로존 이론

[스크랩] m1,m2,m3 사냥 완료 !

자유지향 2012. 12. 20. 16:34

 

동방의 해뜨는 나라 대한민국,

 

21세기 초강대 과학국가 부상이

그리 얼마 남아 있지 않은 것 같습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

우리가 살고 있는 아름다운 초록별 행성인 지구는 그 반지름 약 6400km, 질량 제원 약 6 * 10^24 kg 입니다.

이런 지구 7개를 포개놓아도 순식간에 뚫고 지나가는 수수께기 같은 중성미자(뉴트리노,neutrino)

 

중성미자는 핵물리학과 소립자 물리학의 최전선에 서서 우주의 기원 및 블랙홀 등 시간과 공간, 에너지 물질에 관한 심오한  자연과학의 정체를 밝히는데 핵심 열쇠를 거머 쥐고 있다고 알려져 있습니다.

 

이 뉴트리노에는 3가지 종류가 있는 것으로 밝혀졌는데 바로 전자 뉴트리노, 뮤온 뉴트리노, 타우 뉴트리노 입니다.

 

한때 이 뉴트리노의 속도가  빛의 속도를 초과한다는 CERN의 발표가 있어서 세계 주요 언론들은 일제히 1면 톱으로 전세계로 타전한 바 있습니다.

 

질량을 가진 어떤 입자의 속도가 광속을 초과하면 <아인슈타인>의 상대성 이론이 폐기될지도 모른다는 충격속에 과학을 사랑하는 수 많은 세계의 매니아들이  엄청난 관심을 가졌지만 얼마 후에 사실이 아닌 것을 CERN에서 정정 보도를 낸 바 있습니다.

 

여하튼, 물질 입자로서 겨우 겨우 존재한다는 이들 뉴트리노의 절대 질량(absolute mass)의 하나만이라도 밝혀내는 사람이 있다면 아마 노벨상 0 순위가 아니라 그야말로 000 순위가 된다는 데 물리학자들은 추호도 의심이 없습니다.

 

 

거의 반세기 이상에 걸쳐서 CERN(유럽 공동 원자핵 연구소), Feri.Lab.(미국 페르미연구소), KEK(일본 고에너지 원자핵연구소) 등이 수많은 국제 연구 실험기관들은 수조원의 자본을 퍼부으면서 세계의 내노라하는 우수한 1급 과학자들이 밤잠을 새우면서 추적에 나서고 있지만 뉴트리노의 절대질량을 밝혀 내는데 거의 현대 자연과학 이론과 기술로서는 불가능한 것으로 알려져 있습니다.

 

단지, 개별 뉴트리노의 두 질량 제곱 절대차이 만이 근사적 실험 데이터만이 확고하게 받아들여지고만 있습니다.

 

아래는 61개국을 회원으로 가진 PDG에서 2011년 최근 검토하여 게시된 뉴트리노 질량 관련 첨단 실험데이터 입니다.

 

 

 

 

 제로존은 이미 카페를 통해 3종 뉴트리노 질량들에 관한 제로존 이론의 최근 연구소식(3종 뉴트리노 간의 수학적 대칭성, 놀랄만한 규칙적 패턴의 존재)들을 소개한 바 있습니다.

 

위에 올린 관계식들은 국내외를 막론하고 이 실험데이터에 대한 해석의 실마리를 찾아내는 것이 해운대 여름 해수욕장 모래사장에서 떨어진 바늘 찾기와 같이 거의 불가능 하거나 아니면 70억 인구중에서 아주 극소수의 물리학자들만이 겨우 겨우 실마리의 끝을  탐색하고 있는지 모릅니다.

 

국내는 소립자 물리학자중에서 뉴트리노를 집중해서 연구하고 있는 학자들은 손가락으로 꼽을 정도 입니다.

 

이 분야의 연구에 관련되는 인적, 물적 인프라는 말로 표현하기 힘들 정도로 열악하다는 정도만 알고 있으면 됩니다.

 

연구 진척이 무진장 느릴 뿐만 아니라 보따리 싸고 나가기에 딱 안성맞춤인 분야입니다.

 

제로존은 이미 올린 연구소식 이외에 이들 수수께기 같은 관계식에 대한 해석이 거의  완료된 상태 입니다.

 

현재 제로존은 겨우 겨우 존재한다는 이들 3종 중성미자에 대한 강력한 용의자의 신변을 체포해 놓고 있습니다.

 

꼼짝 달싹 할 수 없는 증거를 다소 확보해 놓았지만 워낙 3종 중성미자란 놈이 하도 용의주도해서 빠져나갈 궁리만 하고 있어 그 신변 확보에 애를 태우고 있습니다.

 

범인에 관한 증거 자료는 전문 변호사의 조서 기술이  필요할 수도 있기 때문입니다.

 

위의 관계 수식 및 데이터에 관한 간략한 이야기를 소개해 봅니다.

 

뉴트리노에 관한 정보는 네이버 지식인에 검색해 보면 나름 정보를 얻을 수 있습니다.

 

그러나 위 식은 뉴트리노 관련 전문가만이 취급할 수 있는 정보라서 관련 논문을 보지 않는 한 무슨 뜻인지 도무지 알 수 없습니다.

 

 1 〕식의 m기호는 질량을 표현하는데 아래첨자 21은 뮤온 뉴트리노에서 전자 뉴트리노로 변환해 나가는 과정을 설명합니다.

 

이야기한 바와 같이 각각의 절대 질량을 알 수 없고 오랫동안의 다양한 이론 실험 기반으로 수학적 행렬식(3*3 matrix)으로 실험으로 측정할 수 있는 방법을 알아냈는데 그것이 바로 두 뉴트리노의 질량 제곱 차에 관한 실험 수치(단위는 전자볼트 eV) 입니다.

 

〔 2 〕식의 m기호도 질량을 표현하는데 아래첨자 32는 타우 뉴트리노에서 뮤온 뉴트리노로 변환해 나가는 과정을 설명합니다.

 

절대 질량과 달리 향 질량(flavor mass)이라는 명칭이 있는데 이 질량은 뉴트리노 들간의 전환과정 곧, 이것을 진동 또는 오실레이션(oscillation) 이라는 말로 설명하는데 칼로 자르듯이 특정 절대 질량을 명확히 기술 하는 것이 아니고 서로의 전환 과정에서 어쨋든 실험적으로 측정된 질량(이를 유효질량, effective mass)을 말 합니다.

 

그러니까 실험적으로 드러난 질량에 대한 설득할 만한 추론적 지식과 관계 수식 그리고 데이터를 기술해야 합니다.

 

정말 쉬운 일이 아니지요. 그래서 <패턴>을 알아 낸다는 것이 하늘에 떠 있는 별따기와 같다고 비유한 것 입니다.

 

초신성이 폭발하는 과정에서 오실레이션 현상이 발견되어 뉴트리노가 질량이 존재한다는 것을 확인한 것은 이미 잘 알려져 있습니다.

 

노벨상도 수상되었고요.

 

그래서 뉴트리노 믹싱(neutrino mixing)이라는 용어로 오실레이션 과정에서 일어날 수 있는 현상론적 사정을 설명해 주는 논문들은 상당량 알려져 있습니다.

 

제로존 이론의 연구가 흥미로운 점은  3종 뉴트리노 간에 특이한 패턴이 존재한다는 수학적 대칭성과 아울러 군더더기 없는 관계식에서 도출한 질량이 PDG의 데이터와 놀랄만한 정합성을 보이고 있다는 점 입니다.

 

이번의 게시글에서 올린 관계식과 수치는 순수하게 제로존 이론의 방대한 최적화 작업에서 나온 관계식으로 설명할 것 입니다.

 

이는 왜 하필 뉴트리노가 그러한 질량 패턴을 가지는지에 대한 실험적 해석에 관한 내용입니다.

 

지금 자연과학의 이론과 기술로서는 돌파해야 할 엄청난 장애가 도사리고 있습니다. 

 

순수한 국산 토종 제로존 이론으로 현재 구축된 20억 라인의 데이터 베이스의 가치가 빛을 발할 시간이 그렇게 오래 남아 있는 것 같지 않아 보입니다.

 

문제는 충분히 올바른 추론 아래 기술된 수식과 데이터 들이라 하더라도  그 이론이 엄격히 옳다는 것을 증명하는 것은 또 다릅니다.

 

복합적인 변수가 존재한다고 할 수 있습니다.

 

그래서 제로존 이론의 첫번째 논문이 얼마나 중요한지 또 한번 절감해 보기도 합니다. 얼마나 대견스럽고 고마운지 모릅니다.

 

이 논문에 의존하지 않고서는 용의자 신변 확보에 대단한 어려움이 놓일 수 있기 때문입니다.

 

 

진인사 대천명(盡人事待天命)