[논문 리뷰] On the General Properties of Matter

Mário Everaldo de Souza|arXiv (Cornell University)|1992. 11. 30.

Relativity and Gravitational Theory참고 문헌 1인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 은하 구조 형성과 우주의 팽창 역학을 지배하는 새로운 제5의 힘—'초약한 힘'(superweak force)을 제안한다. 이 힘은 중성자 대 양성자 비율의 제곱에 비례하는 조화 퍼텐셜로 모델링되며, 다른 기본 상호작용과 통합되어, 닫힌 우주, 쿼크의 비활성화, 나선형 은하 팔 형성 등을 통합된 틀로 설명한다. 이는 6개의 기본 힘이 쌍으로 통합된 통합 틀을 통해 이루어진다.

ABSTRACT

By means of a general classification of the different kinds of matter of nature form a chain from the world of the subatomic particles to the large bodies of the universe, the galaxies. Then, it proposes a new baryonic force for the universe that is the fifth force which has been proposed in the literature. It explains the universal expansion itself and shows why the expansion must be slowing down at present. This force depends on the ratio of the number of neutrons to the number of protons. Its potential for the Universe is a well. At the bottom of the well the potential is of the form $kx^2$, where $x$ is the separation among the bodies under consideration. It is suggested that Nature has six fundamental forces which are unified in pairs and, therefore, reduced to three at $t=0$. The condition for having a closed universe is found. This new force, called superweak force in this paper, explains also the evolution of galaxies and shows how the arms of spiral galaxies(including barred spirals) are formed. The variation of the Hubble constant with time is shown. It is shown that quarks are formed of prequarks which may be the true elementary particles. The paper also gives a physical explanation for quark confinement. The energies of baryon states are calculated in a simple manner. The paper proposes the existence of four more bosons, one for the superweak interaction and three for the superstrong interaction. The six figures will be sent by mail upon request.

연구 동기 및 목표

• 자연의 기본 힘을 6개의 기본 힘으로 통합하고, 이를 쌍으로 묶어 t=0에서 3개로 감소시키는 것을 목적으로 한다.
• 중성자 대 양성자 비율에 의존하는 새로운 바리온 힘을 통해 관측된 우주의 팽창 둔화를 설명하는 것을 목적으로 한다.
• 쿼크의 비활성화를 위한 물리적 메커니즘을 제공하고, 조화 퍼텐셜 모델을 사용해 바리온 상태 에너지를 유도하는 것을 목적으로 한다.
• 제안된 초약한 힘의 역학을 통해 나선형 및 막대형 나선형 은하 형성을 설명하는 것을 목적으로 한다.
• 표준 모델을 확장하여 초강력 상호작용에 대해 세 개, 초약한 상호작용에 대해 한 개의 새로운 보손이 존재할 것임을 예측하는 것을 목적으로 한다.

제안 방법

• 중성자 대 양성자 비율에서 유도된, 상호작용 거리의 제곱에 비례하는 잠재 에너지(V ∝ kx²)를 가진 새로운 바리온 힘인 초약한 힘을 제안한다.
• 바리온의 기본 상태 에너지 준위를 기술하기 위해 조화 진동자 퍼텐셜 모델을 적용하여 바리온 질량을 단순하게 계산할 수 있도록 한다.
• 세 가지 기본 상호작용을 쌍으로 조합하여 6개의 기본 힘을 형성하는 통합 틀을 도입하며, t=0에서 3개로 감소함을 보여준다.
• 은하계 스케일에서 초약한 힘의 강도와 행동을 결정하는 데 핵심이 되는 중성자 대 양성자 비율을 핵심 매개변수로 사용한다.
• 초약한 힘의 역학과 우주의 팽창에 미치는 영향을 바탕으로 허블 상수의 시간 변화를 도출한다.
• 초강력 상호작용에 대해 세 개, 초약한 상호작용에 대해 한 개의 새로운 보손 존재를 예측하며, 이는 새로운 힘을 매개한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 관측된 우주의 팽창 둔화는 어떤 새로운 기본 힘에 의해 설명될 수 있는가?
• RQ2 쿼크의 비활성화는 어떤 물리적 메커니즘에 기반하며, 더 깊은 힘의 구조에서 어떻게 도출될 수 있는가?
• RQ3 나선형 및 막대형 나선형 은하는 어떻게 형성되며, 이는 새로운 장거리 바리온 상호작용으로 설명될 수 있는가?
• RQ4 중성자 대 양성자 비율은 대규모 은하계 구조의 역학에 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 새로운 기본 힘에서 유도된 조화 퍼텐셜 모델을 사용해 바리온 질량 스펙트럼을 정확하게 예측할 수 있는가?

주요 결과

• 중성자 대 양성자 비율에 의존하는 초약한 힘은 관측된 우주의 팽창 둔화를 설명하는 메커니즘을 제공한다.
• 초약한 힘의 잠재 에너지는 최소값에서 V ∝ kx² 형태를 띠며, 이는 우주 구조의 안정성을 보장하는 조화 우물임을 나타낸다.
• 간단한 조화 진동자 모델을 사용해 바리온 상태 에너지를 도출함으로써, 바리온 질량을 예측하는 새로운 방법을 제시한다.
• 초강력 상호작용에 대해 세 개, 초약한 상호작용에 대해 한 개의 새로운 보손 존재가 예측되며, 이는 표준 모델의 게이지 구조를 확장한다.
• 초약한 힘의 강도와 중성자 대 양성자 비율에 기반하여 닫힌 우주의 조건이 도출된다.
• 나선형 및 막대형 나선형 은하 형성은 초약한 힘의 장거리 작용이 은하계 스케일에서 유도하는 역학적 결과로 설명된다.