[논문 리뷰] Experimental Investigations of Signals of a New Nature with the aid of two High Precision Stationary Quartz Gravimeters

Yu. A. Baurov, A. V. Kopajev|ArXiv.org|2001. 09. 03.

Geophysics and Gravity Measurements인용 수 10

한 줄 요약

이 연구는 쌍극자 자석을 장착한 고정밀 퀀츠 중력계 두 대를 사용하여, 2~10분 동안 지속되며 조수 효과를 초월하는 진폭을 가지며 부드럽고 피크형의 이상 중력 신호를 캐스팅한 결과를 보고한다. 이러한 신호는 자석을 장착한 중력계에서만 감지되었으며, 이는 가상의 천체 벡터 포텐셜 $A_g$에 기인한 것으로 제안되며, 특정 천체 소스($\alpha \approx 293^\circ, \delta \approx 36^\circ$) 방향으로 정렬되어 있어, 표준 물리학으로 설명되지 않는 새로운 이방성 중력 상호작용을 시사한다.

ABSTRACT

In consequence of long-term (2000) observation of a system of two high-precision quartz gravimeters (one of them with an attached magnet) placed in a special (at a depth of $\sim $10m) gravimetric laboratory on a common base separated from the foundation of the building, signals of a new nature were detected. They were of a smooth peak-type shape, several minutes duration, and with amplitudes often more than that of the moon tide. The nature of the signals cannot be explained in the framework of traditional physical views but can be qualitatively described with the aid of a supposed new interaction connected with the hypothesis about the existence of the cosmological vectorial potential A_g, a new presumed fundamental vectorial constant.

연구 동기 및 목표

• 기존의 조절 가능한 간섭 요인들로부터의 차폐에도 불구하고 장기적인 중력 측정 관찰에서 지속되는 설명되지 않은 중력 신호를 조사하기 위해.
• 이러한 신호들이 가상의 새로운 기본 상호작용에 의해 매개되는 천체 벡터 포텐셜 $A_g$와 관련이 있는지 확인하기 위해.
• 자기화된 기준 중력계를 사용한 이중 중력계 설정을 통해 이전의 단일 중력계 결과를 검증하고, 지구 외의 영향을 분리하기 위해.
• 신호 발생을 태양 활동 및 방향성 천체 소스와 연관지어, 제안된 상호작용의 이방성 성격을 검증하기 위해.
• 지속적인 원인인 지진 노이즈, 전자기 간섭, 또는 기기 오차와 같은 전통적 원인들을 배제하기 위해.

제안 방법

• 두 대의 고정밀 퀀츠 중력계(Sodin 유형)가 건물 기초에서 분리된 차폐된 10미터 깊이의 지하 실험실에 설치되어, 지진 및 열 노이즈를 최소화하였다.
• 한 중력계는 영구 자석(0.3 T 자기장)을 장착하여, 가상의 $A_g$ 매개 상호작용에서 유래할 수 있는 신호를 증폭시켰다.
• 두 중력계 모두 독립적인 안정된 전원 공급장치를 통해 구동되었으며, 공통 시간 기준에 동기화되어 데이터의 상호 비교를 가능하게 하였다.
• 1분 간격으로 $10^{-9}G$의 해상도로 데이터를 기록하였으며, 실시간 평균화 및 노이즈 필터링을 수행하는 컴퓨터 시스템을 통해 처리하였다.
• 광학 시스템은 퀀츠 레버와 platina 질량을 사용하며, 토크 섬유에 의해 매달려 있고, 마이크로미터 이하의 감도를 가진 레이저 빔과 광센서 어레이로 감지되었다.
• 방향 분석은 지구 표면의 수직 방향과 $A_g$의 예상 영향 원뿔(벡터 $A_g$를 중심으로 90–100°의 개구각) 간의 정렬을 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 조수나 지진과 같은 알려진 원인 외에 지속적이고 부드러운 중력 펄스 신호가 존재하는가? 이 신호의 진폭은 조수 효과를 초월하는가?
• RQ2 이러한 신호는 천체 벡터 포텐셜 $A_g$에 의해 매개되는 새로운 기본 상호작용에 기인한 것으로 설명될 수 있는가?
• RQ3 신호의 방향성은 $A_g$의 예측된 방향과 일치하는가?
• RQ4 신호 발생은 태양 활동(플레어 또는 라디오 방출)과 관련이 있는가?
• RQ5 이 신호들은 기기 노이즈, 전자기 간섭, 또는 입자 기반 상호작용과 구별될 수 있는가?

주요 결과

• 조수 효과의 약 15배($\sim 15 \times 10^{-9}G$)에 이르는 진폭을 가지며, 2~10분 동안 지속되며 부드러운 피크형을 띠는 이상 중력 신호가 감지되었다.
• 신호는 자석을 장착한 중력계에서만 관측되었으며, 기준 중력계에서는 관측되지 않아, 자석에 의해 증폭된 상호작용임을 시사한다.
• 모든 신호 발생 시점에서 지구의 국소 수직 방향(지구의 법선)이 예측된 $A_g$ 방향($\alpha \approx 293^\circ, \delta \approx 36^\circ$)에서 $\pm 10^\circ$ 이내로 정렬되어 있었다.
• 2000년 3월 24일의 사건은 정확히 스퍼프 주파수 라디오 방출과 겹쳤으며, 2000년 5월 5일의 사건은 5분 뒤에 발생한 희귀하고 강력한 태양 플레어 이전에 발생하였다.
• $A_g$의 예측된 영향 원뿔과의 방향 일치성 및 태양 사건과의 정렬은 새로운 이방성 상호작용의 가정을 지지한다.
• 이러한 결과는 지진 노이즈, 전자기 간섭, 또는 입자 상호작용과 같은 전통적 설명과 일치하지 않으며, 이러한 원인들은 두 중력계에 동일하게 영향을 주거나 다른 신호 형태를 유도할 것이다.