중성미자 소식들: ICARUS, Daya bay
1. OPERA의 "빛보다 빠른 중성미자" 실험 결과를 뒤엎는 매우 중요한 실험결과가 같은 그랑사소 연구소의 ICARUS 검출기를 통해 얻어졌다.
OPERA 실험과 같은 중성미자 빔을 CERN으로부터 얻어 행해진 ICARUS실험은 코헨-글라쇼 방사(Cohen-Glashow radiation)가 없다는 결과를 이미 낸 바있는데, 이번엔 아예 OPERA 실험이 시도했던 중성미자 속도 실험을 독립적인 타이밍 기법을 이용하여 실행하여 결국 OPERA 결과에 완전한 사망 신고를 낸 것이다.
CERN Press Release : 보러가기
이로서 아인슈타인의 상대성이론이 알려진 모든 입자에 대해 잘 작동하고 있다는 결론을 내릴 수도 있겠다. 이렇게 중성미자 센세이션은 끝이 났다.
2. 중국 Daya Bay실험은 한국의 RENO 실험의 가장 강력한 적수로 중성미자의 1-3 섞임 각도를 정밀하게 재는 중요한 문제에서 경쟁해왔다. 이 섞임 각도는 유일하게 남은 중성미자 섞임 각도이다.
중성미자의 섞임을 기술하는 행렬에서 1-3 섞임 각도는 유일하게 측정되지 않은 값이었고, 이 값이 0이 아니라는 것이 밝혀진다면 결국 중성미자도 쿼크의 경우와 비슷하게 3X3 행렬로 섞임이 기술되며 여기에 CP 대칭성이 깨지는 것을 기술하는 1개의 복소수 항이 나타날 수 있다는 중요한 결과가 될 수 있었기에 두 팀의 경쟁은 대단히 흥미로웠다.
RENO는 비교적 단기간에 준비를 마치고 이미 수개월 이상 데이터를 얻었으며, 3월에 첫번째 결과 발표가 있을 것으로 작년부터 이야기가 있어왔다. 순조롭게 스케쥴이 진행된다면 올해 8월에 풀가동을 한다고 여러차례 학회 등에서 발표해온 중국팀에 앞서서 결과를 얻을 수 있을 것으로 예견되어왔다.
그런데 이번주 초 Daya Bay에서 1-3 섞임 각도에 대한 결과를 발표해버렸다.
$$\sin^2 2\theta_{13}=0.092 \pm 0.016 (stat) \pm 0.005 (syst)$$
arXiv:1203.1669
이 결과는 작년 일본의 T2K 실험에서 1-3 섞임 각도가 0.11 근처일 가능성이 크다는 주장과 거의 일치하므로 일본팀도 크레딧의 일부를 가져갈 가능성이 있다.
arXiv:1106.2822, Phys.Rev.Lett. 107 (2011) 041801
한국 RENO팀이 빠른 시간안에 Daya Bay의 결과를 확정짓는 결과를 발표할 경우 실험의 중요성을 고려해서 한국팀도 크레딧을 받을 가능성이 있지만, 최초 발견의 영예는 아무래도 '일정을 속여가며 조속히 일을 진행한' 중국팀이 가져갈 가능성이 현재로선 커보인다. 아무튼 RENO의 결과를 기다려본다.
OPERA 실험과 같은 중성미자 빔을 CERN으로부터 얻어 행해진 ICARUS실험은 코헨-글라쇼 방사(Cohen-Glashow radiation)가 없다는 결과를 이미 낸 바있는데, 이번엔 아예 OPERA 실험이 시도했던 중성미자 속도 실험을 독립적인 타이밍 기법을 이용하여 실행하여 결국 OPERA 결과에 완전한 사망 신고를 낸 것이다.
CERN Press Release : 보러가기
이로서 아인슈타인의 상대성이론이 알려진 모든 입자에 대해 잘 작동하고 있다는 결론을 내릴 수도 있겠다. 이렇게 중성미자 센세이션은 끝이 났다.
2. 중국 Daya Bay실험은 한국의 RENO 실험의 가장 강력한 적수로 중성미자의 1-3 섞임 각도를 정밀하게 재는 중요한 문제에서 경쟁해왔다. 이 섞임 각도는 유일하게 남은 중성미자 섞임 각도이다.
(*그림 출처: 3/8 Y. Wang의 IHEP 세미나 발표슬라이드*)
중성미자의 섞임을 기술하는 행렬에서 1-3 섞임 각도는 유일하게 측정되지 않은 값이었고, 이 값이 0이 아니라는 것이 밝혀진다면 결국 중성미자도 쿼크의 경우와 비슷하게 3X3 행렬로 섞임이 기술되며 여기에 CP 대칭성이 깨지는 것을 기술하는 1개의 복소수 항이 나타날 수 있다는 중요한 결과가 될 수 있었기에 두 팀의 경쟁은 대단히 흥미로웠다.
RENO는 비교적 단기간에 준비를 마치고 이미 수개월 이상 데이터를 얻었으며, 3월에 첫번째 결과 발표가 있을 것으로 작년부터 이야기가 있어왔다. 순조롭게 스케쥴이 진행된다면 올해 8월에 풀가동을 한다고 여러차례 학회 등에서 발표해온 중국팀에 앞서서 결과를 얻을 수 있을 것으로 예견되어왔다.
그런데 이번주 초 Daya Bay에서 1-3 섞임 각도에 대한 결과를 발표해버렸다.
$$\sin^2 2\theta_{13}=0.092 \pm 0.016 (stat) \pm 0.005 (syst)$$
arXiv:1203.1669
이 결과는 작년 일본의 T2K 실험에서 1-3 섞임 각도가 0.11 근처일 가능성이 크다는 주장과 거의 일치하므로 일본팀도 크레딧의 일부를 가져갈 가능성이 있다.
arXiv:1106.2822, Phys.Rev.Lett. 107 (2011) 041801
한국 RENO팀이 빠른 시간안에 Daya Bay의 결과를 확정짓는 결과를 발표할 경우 실험의 중요성을 고려해서 한국팀도 크레딧을 받을 가능성이 있지만, 최초 발견의 영예는 아무래도 '일정을 속여가며 조속히 일을 진행한' 중국팀이 가져갈 가능성이 현재로선 커보인다. 아무튼 RENO의 결과를 기다려본다.
at 2012/03/17 09:47
덧글
http://www.iupac.org/publications/pac/
Daya Bay는 중국 땅에서 하는 실험이지만 실상 미국의 물리학자들이 핵심적인 역할을 수행했습니다.
RENO 실험도 처음부터 미국 또는 일본과 손잡고 시작했으면 좀 더 빨리 결과를 얻을 수 있었을 겁니다.
이번 결과를 타산지석으로 삼아서 실험을 준비할 때부터 체계적으로 국제공동연구가 진행될 수 있는
여건을 조성하는 것이 이번에 얻은 교훈이라고 생각합니다.
반면 처음부터 끝까지 독자적으로 연구를 진행해서 좋은 결과를 얻는다면 이후로 국제공동연구에 참여할 수
있는 크레딧을 확실하게 얻은 것이라고 봅니다.
아무튼 RENO 실험이 계획대로 끝까지 진행되서 성공적으로 마무리를 하길 바랍니다.
값은 역시 일본 중국팀과 거의 동일. 세 그룹 모두 노벨상을 받게 되려나...
노밸상이 걸린 실험은 아니었지만, 1등을 못한건 Daya Bay를 탓할 수 없습니다.
RENO는 자신감이 없었던 것이었을 지 모르죠..
그래도 순수하게 국내에서 이루어진 실험이란 것에 자부심을 갖아야겠지요..