GSI 이상

GSI anomaly

다름슈타트의 독일 연구소 GSI 헬름홀츠 중이온연구센터(GSI Helmholtz Centre for Havy Ion Research)의 실험 시설 중 하나는 전자냉각을 이용한 실험 저장 고리(ESR)로, 고차량의 방사성 이온을 장기간 저장할 수 있다.[1] 이 설비는 붕괴 모드를 정밀하게 측정할 수 있는 수단을 제공한다. 이온에 전자의 대부분 또는 전부가 없는 것은 붕괴에 미치는 영향의 이론적 처리를 단순화한다. 또한 그러한 높은 수준의 이온화는 그러한 해독이 핵합성에 중요한 역할을 하는 항성 환경에서 전형적이다.[2]

2007년에 ESR 실험은 고이온화 중원자의 전자 포획 해독 비율의 시간에 예기치58+ 않은 변조의 관측을 보고했는데, Pr은 수명이 3.39분이다. 그러한 발견은 곧 같은 집단에 의해 반복되었고, Pm60+(평생 40.5초)의 붕괴를 포함하도록 확대되었다.[3] 붕괴율의 진동은 거의 7초, 진폭은 약 20%에 달했다. 그런 현상은 이전에는 관찰되지 않았고, 이해하기 어려웠다. 실험 그룹은 현상의 외관이 기술적 사실에 기인하는 것은 매우 가능성이 없다고 여겼다. 왜냐하면 그들은 그들의 검출 기술이 (전체 관측 시간 동안) 저장된 각 이온의 상태에 대해 완전하고 중단 없는 정보를 제공한다고 보고하기 때문이다.

그러나 후속 고통계 연구(2019년)는 시간 변조를 관찰하지 않았다. 즉, 관찰된 이상 징후가 물리적 기원이 없는 순수 통계적임을 나타낸다.[4]

이러한 유형의 약한 붕괴는 전자 중성미자의 생산을 수반하기 때문에, 당시 관측된 진동을 중성미자의 진동과 연관시키려는 시도가 있었으나, 이 제안은 크게 논란이 되었다.[5]

2013년 현재 ESR의 유사한 실험 그룹인 Two-Body-Weak-Decays Collaboration은 Pm에서60+ 주기 및 진폭에서 훨씬 더 높은 정밀도로 현상에 대한 추가 관찰 결과를 보고했다. 같은 기간이 관찰되었지만 진폭은 이전에 본 진폭의 절반 정도에 불과했다.[6]

50개 이상의 기사가 발표되었고, 진동하는 변조에 대한 다양한 가능한 이론적 설명을 제공하고 토론했다.

참조

  1. ^ "The Heavy Ion Storage Ring ESR". GSI. Archived from the original on 1 February 2017. Retrieved 19 February 2017.
  2. ^ Atanasov, Dinko; et al. (2015). "Between atomic and nuclear physics: radioactive decays of highly-charged ions". Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 48 (14): 144024. Bibcode:2015JPhB...48n4024A. doi:10.1088/0953-4075/48/14/144024. ISSN 0953-4075.
  3. ^ Litvinov, Yu.A.; Bosch, F.; Winckler, N.; et al. (2008). "Observation of non-exponential orbital electron capture decays of hydrogen-like 140Pr and 142Pm ions". Physics Letters B. 664 (3): 162–168. arXiv:0801.2079. Bibcode:2008PhLB..664..162L. doi:10.1016/j.physletb.2008.04.062. ISSN 0370-2693. S2CID 15610236.
  4. ^ Ozturk, F.C.; Akkus, B.; Atanasov, D.; Beyer, H.; Bosch, F.; Boutin, D.; Brandau, C.; Bühler, P.; Cakirli, R.B.; Chen, R.J.; Chen, W.D.; Chen, X.C.; Dillmann, I.; Dimopoulou, C.; Enders, W.; Essel, H.G.; Faestermann, T.; Forstner, O.; Gao, B.S.; Geissel, H.; Gernhäuser, R.; Grisenti, R.E.; Gumberidze, A.; Hagmann, S.; Heftrich, T.; Heil, M.; Herdrich, M.O.; Hillenbrand, P.-M.; Izumikawa, T.; et al. (2019). "New test of modulated electron capture decay of hydrogen-like 142Pm ions: Precision measurement of purely exponential decay". Physics Letters B. 797: 134800. arXiv:1907.06920. Bibcode:2019PhLB..79734800O. doi:10.1016/j.physletb.2019.134800. S2CID 196831969.
  5. ^ Giunti, Carlo (2009). "The GSI Time Anomaly: Facts and Fiction". Nuclear Physics B - Proceedings Supplements. 188: 43–45. arXiv:0812.1887. Bibcode:2009NuPhS.188...43G. doi:10.1016/j.nuclphysbps.2009.02.009. ISSN 0920-5632. S2CID 10196271.
  6. ^ Kienle, P.; Bosch, F.; Bühler, P.; Faestermann, T.; Litvinov, Yu.A.; Winckler, N.; et al. (2013). "High-resolution measurement of the time-modulated orbital electron capture and of the β+ decay of hydrogen-like 142Pm60+ ions". Physics Letters B. 726 (4–5): 638–645. arXiv:1309.7294. Bibcode:2013PhLB..726..638K. doi:10.1016/j.physletb.2013.09.033. ISSN 0370-2693. S2CID 55085840.