[논문 리뷰] Variations of decay rates of radio-active elements and their connections with global anisotropy of physical space

Yu. A. Baurov, И. Ф. Малов|arXiv (Cornell University)|2010. 01. 29.

Relativity and Gravitational Theory참고 문헌 1인용 수 13

한 줄 요약

논문은 태양에 대한 지구의 위치와 관련된 주기적 변동과 연관된 방사성 붕괴 속도의 변동성을 제안한다. 이는 물리적 공간의 전역적 비대칭성과 연결된 새로운 비대칭력에 의해 발생하며, 태양의 중력 포텐셜에서 유래하는 벡터 포텐셜을 통해 매개된다. 이 힘은 핵의 크기 변화와 쿠론 장(barrier) 투과성 변화를 통해 붕괴 속도를 조절하며, α 붕괴에서 관측된 편차는 최대 0.25%에 이르며, 지구의 궤도 운동 주기와 일치한다.

ABSTRACT

The analysis of correlations between fluctuations of alpha- and beta-decay rates for different radio-active elements is carried out. These fluctuations exceed significantly errors of measurements in many cases. They have the periodical character and reveal definite spatial directions. We suggest that the observed fluctuations are caused by the unique physical reason connected with the global anisotropy of physical space and by the new force.

연구 동기 및 목표

• 측정 오차를 초월한 β- 및 α 붕괴 속도의 설명되지 않은 주기적 변동을 조사하기 위해.
• 이 붕괴 속도 변동과 태양에 대한 지구의 궤도 위치 간의 관계를 탐구하기 위해.
• 태양의 중력 포텐셜에서 유래하는 새로운 힘과 벡터 포텐셜을 포함한 물리적 메커니즘을 제안하기 위해.
• 이러한 변동이 우주화학 연대 측정법과 핵 붕괴의 표준 모델에 미치는 영향을 검토하기 위해.
• 핵의 크기 변화와 비대칭 공간이 붕괴 속도 조절에 어떻게 기여하는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 브룩헤븐 국립연구소와 독일 PTB에서 확보한 32Si, 36Cl, 226Ra, 152Eu, 154Eu 붕괴 속도에 대한 장기 실험 데이터 분석.
• 지수 붕괴 법칙에서의 편차를 탐지하기 위해 함수 U(t) = [N′(t)/N′₀(0)]exp(λt)의 사용.
• 지구-태양 거리 및 궤도 위상(특히 근일점과 원일점)과 붕괴 속도 변동 간의 상관관계 분석.
• 태양의 중력 포텐셜에서 유래한 벡터 포텐셜 ΔA∑의 계산. 이는 GmₑM_c/R²e sinγ ΔR 비례.
• α- 및 β-붕괴 과정에서 핵의 크기 변화와 쿠론 장의 투과성에 영향을 주는 새로운 힘의 기울기 효과 통합.
• 관측된 붕괴 속도 조절 현상과 태양 자기활동 주기 단계 및 극성 역전 시기 간 비교.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 β- 및 α 붕괴 속도의 주기적 변동은 태양 주위 궤도에서 지구의 위치와 관련이 있는가?
• RQ2 이러한 변동은 태양의 중력 포텐셜과 연결된 이전에 알려지지 않은 비대칭력에 의해 발생할 수 있는가?
• RQ3 핵의 크기 변화와 쿠론 장 투과성 변화가 관측된 붕괴 속도 변동을 어느 정도 설명하는가?
• RQ4 태양의 중력장에서 유래한 벡터 포텐셜 ΔA∑의 변화가 지구 및 태양 자기장 기여와 비교하여 어떻게 다른가?
• RQ5 이러한 발견은 우주화학 연대 측정법과 우주의 시간 동안 붕괴 속도가 일정하다는 가정에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 32Si의 β 붕괴 속도와 226Ra의 α 붕괴 속도에서 관측된 주기적 변동의 진폭은 최대 0.25%로, 측정 오차를 크게 초월한다.
• 붕괴 속도 변동은 지구의 궤도 위상과 명확한 상관관계를 보였으며, 7월 중순에서 1월 중순 사이에 최고치를 보이고, 9월 중순에서 3월 중순 사이에 최저치를 보였다.
• 태양의 중력 포텐셜에 기인한 벡터 포텐셜 ΔA∑는 5.6×10⁸ G·cm로 계산되었으며, 지구 및 태양 자기장 기여와 유사한 크기였다.
• 1988년 봄 이상 현상과 1998년 붕괴 속도 최소치가 태양 자기다극자 극성 역전 시기와 겹쳐, 11년 태양주기와의 연관성을 시사했다.
• 관측된 효과는 ΔA∑의 기울기를 통해 작용하는 새로운 비대칭력에 기인하며, 이는 α- 및 β-붕괴에서 핵의 크기와 장 투과성 변화를 유도한다.
• 이러한 발견은 붕괴 속도가 시간에 따라 일정하지 않을 수 있음을 시사하며, 우주화학 연대 측정 기반의 시간 척도 재검토가 필요할 수 있음을 시사한다.