GN⁺: 첫 번째 핵시계, 기본 상수가 변하는지 테스트

• 핵물리학

  • 첫 번째 핵 시계는 기본 상수가 변하는지 테스트할 것임
  • 토륨-229 원자핵의 레이저 제어 가능한 전이를 발견하여 물리학자들에게 우주를 묶는 힘을 탐구할 도구를 제공함

• 서론

  • 2024년 5월, JILA 연구소의 대학원생 Chuankun Zhang이 50년 동안 물리학자들이 찾던 신호를 발견함
  • 토륨-229 원자핵이 두 상태 사이를 전환하는 신호를 포착하여 '핵 시계' 전이를 확인함
  • 이 측정은 독일과 캘리포니아의 결과에 이어 세 번째로 발표되었으며, 이전보다 수백만 배 더 정밀함

• 자연의 기적

  • 1976년, 냉전 핵무기 연구의 부산물인 토륨-229 동위원소의 특별함을 발견함
  • 전자는 외부 에너지를 흡수하여 들뜬 상태가 되었다가 다시 바닥 상태로 돌아옴
  • 현대 시간 개념은 이 과정을 통해 정의됨

• 상수 측정

  • 토륨-229의 핵 전이는 기존 레이저로 유도할 수 있는 에너지 범위에 있음
  • 이 전이를 이용해 물리학의 기본 상수가 시간에 따라 변하는지 관찰할 수 있음
  • 이론적 물리학자들은 이 전이를 통해 자연의 법칙이 변하는지 테스트할 수 있다고 주장함

• 경주 시작

  • 여러 연구팀이 첫 번째 핵 시계를 만들기 위해 경쟁함
  • 정확한 레이저 에너지를 찾아내는 것이 핵심 과제였음
  • CERN의 돌파구로 인해 연구가 가속화됨

• 결과와 전망

  • 여러 연구팀이 거의 동시에 토륨-229 전이를 레이저로 유도하는 데 성공함
  • 이 결과는 앞으로 몇 년 동안 가장 정밀한 측정이 될 것임
  • 이제 이 도구를 사용하여 기본 상수를 연구할 수 있게 됨

GN⁺의 정리

• 이 기사는 토륨-229 원자핵의 전이를 통해 핵 시계를 만드는 과정을 다루고 있음
• 핵 시계는 물리학의 기본 상수가 시간에 따라 변하는지 테스트할 수 있는 중요한 도구임
• 이 연구는 기존의 원자 시계보다 훨씬 더 정밀한 측정을 가능하게 함
• 앞으로 이 도구를 사용하여 자연의 법칙이 변하는지 연구할 수 있을 것임
• 비슷한 기능을 가진 프로젝트로는 기존의 원자 시계 연구가 있음