무입자 물리학

Unparticle physics

이론물리학에서, 단립자물리학은 입자물리학의 표준모형을 사용하여 입자의 관점에서 설명할 수 없는 물질의 형태를 추측하는 추측 이론이다. 왜냐하면 그 구성요소는 크기가 변하지 않기 때문이다.

하워드 게오르기 교수는 2007년 두 편의 논문인 "무입자 [1]물리학"과 "무입자 물리학에 관한 또 다른 이상한 점"[2]에서 이 이론을 제안했다.그의 논문들은 단립자 물리학의 특성과 현상학 그리고 입자 물리학, 천체 물리학, 우주론, CP 위반, 렙톤 맛 위반, 뮤온 붕괴, 중성미자 진동, 초대칭성에 대한 잠재적인 영향에 대한 다른 연구자들의 연구가 뒤따랐다.

배경

모든 입자는 특정 에너지, 운동량 및 질량에 의해 특징지어질 수 있는 상태로 존재합니다.대부분의 입자물리학 표준모형에서 같은 유형의 입자는 공통인자에 의해 모든 특성이 확대 또는 축소된 상태에서 다른 상태로 존재할 수 없습니다. 예를 들어, 전자는 에너지나 운동량에 관계없이 항상 같은 질량을 가집니다.그러나 이것은 항상 그런 것은 아니다: 광자와 같은 질량이 없는 입자는 그 성질이 같은 크기로 존재할 수 있다.스케일링에 대한 이러한 내성을 "스케일 불변성"이라고 합니다.

무입자의 개념은 반드시 질량이 0은 아니지만 여전히 크기 불변인 "물질"이 있을 수 있다는 추측에서 비롯되며, 길이의 변화(또는 동등한 에너지)에 관계없이 동일한 물리학을 가지고 있다.이 물질은 입자와는 다르며 무입자로 표현됩니다.무입자 물질은 [3]질량의 연속 스펙트럼을 가진 입자와 동등합니다.

이러한 비입자 물질은 관찰되지 않았으며, 이는 이것이 존재한다면 관측 가능한 에너지에서 정상 물질과 약하게 결합해야 한다는 것을 암시한다.LHC(Large Hadron Collider) 팀이 2009년에 더 높은 에너지 프런티어를 탐사할 것이라고 발표한 이후, 일부 이론 물리학자들은 무입자 물질의 특성과 LHC 실험에서 그것이 어떻게 나타날 수 있는지를 고려하기 시작했다.LHC의 가장 큰 희망 중 하나는 LHC가 물질을 구성하고 있는 입자와 그것들을 접착시키는 힘에 대한 우리의 가장 좋은 설명을 업데이트하거나 대체하는데 도움이 되는 몇 가지 발견을 내놓는 것입니다.

특성.

무입자는 질량이 거의 0인 중성미자와 공통되는 성질을 가지며, 따라서 크기가 거의 변하지 않는다.중성미자는 물질과 거의 상호작용하지 않는다 – 대부분의 경우 물리학자들은 상호작용 후 "잃어버린" 에너지와 운동량을 계산해야만 중성미자의 존재를 추론할 수 있다.같은 상호작용을 여러 번 보면 중성미자의 수와 종류를 보다 구체적으로 알 수 있는 확률 분포가 형성된다.이들은 낮은 에너지에서 일반 물질과 매우 약하게 결합하며, 결합의 효과는 에너지가 증가할수록 증가합니다.

유사한 기술을 사용하여 단일 입자의 증거를 찾을 수 있습니다.스케일 불변성에 따르면, 무질량 입자의 소수 분포와 비슷하기 때문에 무입자를 포함하는 분포가 명확해질 것이다.

이 척도 불변 섹터는 표준 모델의 나머지 부분과 매우 약하게 상호 작용하므로 비입자 물질에 대한 증거를 관찰할 수 있다.비입자 이론은 표준 모델 장과 뱅크스-잭스 장을 모두 포함하는 고에너지 이론으로, 적외선 지점에서 스케일 불변 거동을 갖는다.상호작용의 에너지가 충분히 높으면 두 장은 일반 입자의 상호작용을 통해 상호작용할 수 있습니다.

이러한 입자 상호작용은 실험 기구에 의해 감지되지 않는 "누락된" 에너지와 운동량을 가지고 있는 것으로 보입니다.손실된 에너지의 명확한 분포는 비입자 물질의 생산을 의미할 것이다.이러한 시그니처가 관찰되지 않는 경우 모델에 대한 경계를 설정하고 조정할 수 있습니다.

실험 지표

ARPES에 의해 측정된 전하가 [5]전자량에 대한 루팅거 정리의 예측을 초과하는 초전도 구리율 [4]물질의 이상에 대한 설명으로 유니 입자 물리학이 제안되었습니다.

레퍼런스

  1. ^ Howard Georgi (2007). "Unparticle Physics". Physical Review Letters. 98 (22): 221601. arXiv:hep-ph/0703260. Bibcode:2007PhRvL..98v1601G. doi:10.1103/PhysRevLett.98.221601. PMID 17677831. S2CID 14734493.
  2. ^ Howard Georgi (2007). "Another Odd Thing About Unparticle Physics". Physics Letters B. 650 (4): 275–278. arXiv:0704.2457. Bibcode:2007PhLB..650..275G. doi:10.1016/j.physletb.2007.05.037. S2CID 17824418.
  3. ^ Nikolić, Hrvoje (2008-10-10). "Unparticle as a particle with arbitrary mass". Modern Physics Letters A. 23 (31): 2645–2649. arXiv:0801.4471. Bibcode:2008MPLA...23.2645N. doi:10.1142/S021773230802820X. ISSN 0217-7323. S2CID 374948.
  4. ^ James P. F. LeBlanc, Adolfo G. Grushin, Arxiv 프리프린트:무입자 매개 초전도; Arxiv 블로그, '무입자' May Hold The Key To Superconductivity, Say Physists (2014년 8월 8일 액세스) 참조
  5. ^ "Electrons are not enough: Cuprate superconductors defy convention". Retrieved 25 March 2013.

외부 링크