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뮤온 중성미자

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목차

1. 개요

뮤온 중성미자는 뮤온과 함께 렙톤의 한 종류로, 1962년 리언 레더먼, 멜빈 슈워츠, 잭 스타인버거가 실험을 통해 존재를 처음으로 감지했다. OPERA 실험에서 뮤온 중성미자가 광속보다 빠르게 이동한다는 결과가 발표되었으나, 이후 그란사소의 광섬유 타이밍 시스템 오류로 밝혀졌다. 오류 수정 후 측정한 결과 중성미자는 광속으로 이동하는 것으로 나타났다.

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2. 발견

1940년대부터 여러 물리학자들이 중성미자의 존재를 가설로 제시했다.[1] 1942년 사카타 쇼이치와 이노우에 타케시는 두 개의 중성미자를 포함하는 두 메존 이론을 발표했다.[2][3] 1962년 리언 레더먼, 멜빈 슈워츠, 잭 스타인버거는 브룩헤이븐 국립연구소에서 수행한 실험을 통해 중성미자가 한 종류 이상 존재함을 증명했다. 이들은 뮤온 중성미자(당시에는 '뉴트레토'라는 이름으로 불렸다.[9])와의 상호작용을 처음으로 감지했다.[4][8][11][12] 이 공로로 1988년 노벨 물리학상을 수상했다.[5][10][13]

3. 속도

2011년 9월, OPERA 연구진은 뮤온 중성미자가 광속보다 빠르게 이동한다는 실험 결과를 발표했고, 같은 해 11월 재실험을 통해 이를 재확인했다.[14] 그러나 과학계는 이 결과에 회의적인 반응을 보였고, 추가 실험이 진행되었다. 2012년 3월, ICARUS팀은 OPERA의 결과와 모순되는 결과를 발표했다.[6]

결국 2012년 7월, 중성미자의 초광속 이동 현상은 그란사소의 광섬유 타이밍 시스템 오류 때문인 것으로 밝혀졌다. 오류 수정 후 중성미자는 실험 오차 범위 내에서 광속으로 이동하는 것으로 확인되었다.[7]

3. 1. 초광속 중성미자 검출 착오

2011년 9월, OPERA 연구진은 뮤온 중성미자가 겉보기에는 빛보다 더 빠른 속도로 이동한다고 보고했다. 2011년 11월에 두 번째 실험에서 이 결과가 다시 확인되었다. 과학계는 이 결과에 회의적이었으며, 더 많은 실험을 통해 이 현상을 조사했다. 2012년 3월, ICARUS 팀은 OPERA의 결과를 직접적으로 반박하는 결과를 발표했다.[6]

이후 2012년 7월, 중성미자의 겉보기 이상 초광속 전파는 그란 사소(Gran-Sasso)의 광섬유 타이밍 시스템의 결함 있는 요소에서 비롯된 것으로 밝혀졌다. 이를 수정하자 중성미자는 실험 오차 범위 내에서 빛의 속도로 이동하는 것으로 나타났다.[7]

4. 추가 문헌

참조

[1] arXiv The Neutrino - Its Past, Present and Future
[2] 학술지 Chukanshi to Yukawa ryushi no Kankei ni tuite.
[3] 학술지 On the correlations between mesons and Yukawa particles https://academic.oup[...]
[4] 학술지 Observation of high-energy neutrino reactions and the existence of two kinds of neutrinos
[5] 웹사이트 The Nobel Prize in Physics 1988 http://nobelprize.or[...] The Nobel Foundation 2010-02-11
[6] 학술지 Measurement of the neutrino velocity with the ICARUS detector at the CNGS beam
[7] 뉴스 OPERA experiment reports anomaly in flight time of neutrinos from CERN to Gran Sasso (UPDATE 8 June 2012) http://press.web.cer[...] 2012-06-08
[8] 학술지 Observation of high-energy neutrino reactions and the existence of two kinds of neutrinos http://www.slac.stan[...]
[9] arXiv The Neutrino - Its Past, Present and Future
[10] 웹사이트 The Nobel Prize in Physics 1988 https://www.nobelpri[...] The Nobel Foundation 2010-02-11
[11] arXiv The Neutrino - Its Past, Present and Future
[12] 학술지 Observation of high-energy neutrino reactions and the existence of two kinds of neutrinos
[13] 웹인용 The Nobel Prize in Physics 1988 http://nobelprize.or[...] 노벨 재단 2010-02-11
[14] 학술지 Measurement of the neutrino velocity with the ICARUS detector at the CNGS beam
[15] 뉴스 OPERA experiment reports anomaly in flight time of neutrinos from CERN to Gran Sasso (UPDATE 8 June 2012) http://press.web.cer[...] 2012-06-08


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