shopkeeper/korean_wiki_content_only_120125 huggingface dataset:
존 웨슬리의 추종자들은 성찬례 (성만찬)가 그리스도의 실재 임재가 믿는 자에게 전달되는 은총의 방도라고 일반적으로 주장했지만, 그 외의 세부 사항은 미스터리로 남겨두었다. 감리교는 25개조 신앙 조항을 통해 개혁 신학의 성만찬 이해를 계승했는데, 제18조에서는 성찬에서 그리스도의 진정한 영적 임재를 주장하며, "그리스도의 몸은 성찬에서 하늘적이고 영적인 방식으로만 주어지고, 취해지고, 먹혀진다"고 언급한다. 특히, 감리교인들은 가톨릭의 성변화 교리를 거부한다 (감리교 신앙 조항의 "제18조" 참조); 원시 감리교회는 그들의 규율에서 공재설 교리도 거부한다. 2004년에 연합 감리 교회는 성례전에 대한 그들의 견해와 아남네시스를 단순한 기념이 아니라 그리스도 예수와 그의 사랑의 재현으로 인식하는 공식 문서인 "이 거룩한 신비: 연합 감리교회의 성만찬 이해"를 통해 그리스도의 실재 임재에 대한 믿음을 확언했다.
실재 임재에 대한 이러한 확언은 연합 감리교회 성찬 예식의 언어에서 분명하게 볼 수 있다. 위대한 감사기도의 에피클레시스에서 집례하는 목사가 성찬물을 위해 다음과 같이 기도한다:
감리교인들은 예수님이 영적으로 임재하시며, 그 임재의 방법은 "거룩한 신비"라고 주장한다. 집례하는 목사는 성찬물이 "우리를 위한 그리스도의 몸과 피가 되도록" 성령의 임재를 기도할 것이며, 회중은 찰스 웨슬리의 찬송가 의 3절처럼 노래할 수도 있다:
감리교의 진정한 영적 임재 교리의 특징은 그리스도께서 성례전에서 자신의 임재를 나타내시는 방식이 거룩한 신비라는 점이다. 초점은 그리스도께서 성례전에 참으로 임재하신다는 것이다. 자유 감리교회의 규율은 다음과 같이 가르친다:
마찬가지로, 나사렛 교회의 신앙 조항, 제13조는 "성만찬은 그리스도께서 성령으로 임재하시는 은혜의 방편"이라고 선언한다.
고백.
감리교 신학은 기독교인의 삶이 죄 없이 거룩하게 살아야 한다고 가르친다. 그러나 죄에 빠진 개인 (신앙 이탈자)에 대해 웨슬리안 교리는 "구원자가 팔을 벌려 용서하고 기독교 신앙에 정착하도록 돕기를 기다리고 있다"며, 이러한 사람들은 "즉시 문제를 고백하고 하나님과의 관계를 회복해야 한다"고 주장한다. 감리교인들은 일반적으로 기도를 통해 하나님께 죄를 고백하는 것을 실천하며, "우리가 고백할 때, 아버지와의 교제가 회복된다. 그분은 부모의 용서를 베푸신다. 그분은 우리를 모든 불의에서 깨끗하게 하시고, 따라서 이전에 고백하지 않은 죄의 결과들을 제거하신다. 우리는 그분이 우리 삶을 위해 가지고 계신 최선의 계획을 실현하는 길로 다시 돌아간다"고 주장한다.
목사에게 하는 특정한 사적인 죄의 고백은 종교 조항에 의해 "보통 성례전이라 불리지만 복음의 성례전으로 간주되지 않는 것" 중 하나로 정의되며, "다섯 가지 소성례전"이라고도 알려져 있다. 존 웨슬리는 "1662년 공동 기도서에 반영된 당시 성공회 관행의 유효성"을 지지하며, "우리는 여러 경우에 사람에게 고백하는 것이 유용함을 인정한다: 공개적인 스캔들의 경우 공개적으로; 양심의 짐을 덜기 위해 영적 안내자에게 사적으로, 그리고 회개를 돕는 수단으로." 또한 웨슬리의 권고에 따라 감리교 수요 저녁 기도회뿐만 아니라 회개자 모임도 전통적으로 매주 모여 서로 죄를 고백했다.
사랑의 애찬.
애찬 (회중 구성원들 사이에 떡과 사랑의 잔을 나누는 것)은 은총의 방도이며, 존 웨슬리가 사도적 기관으로 믿었던 "회심의 의식"이다. 1776년 7월의 한 기록은 사람들이 애찬에서 완전 성화를 경험했음을 상세히 설명했다:
세족례.
선교 감리교회와 새 회중 감리교회와 같은 특정 감리교 교파에서는 성만찬을 행할 때 세족례를 행한다. 선교 감리교회는 기강서에 다음과 같이 명시한다:
연합 감리 교회와 같은 다른 교파에서는 성목요일에 특히 세족례를 행한다.
성품성사의 유효성.
존 웨슬리는 주교직과 프레스비터직이 하나의 성직을 구성한다고 보았으며, 이는 알렉산드리아 교회의 고대 견해를 인용한 것이다. 교부 히에로니무스는 다음과 같이 썼다: "복음사가 마르코 때부터 헤라클라스와 디오니시우스의 주교 재임 기간까지 알렉산드리아에서는 프레스비터들이 자신들 중에서 뽑은 한 사람을 주교로 임명하여 더 높은 자리에 두었다. 마치 군대가 장군을 선출하거나 집사가 자신들 중에서 부지런하다고 아는 한 사람을 임명하여 수석 집사라고 부르는 것과 같다. 서품을 제외하고 주교에게 속하는 어떤 직무가 프레스비터에게도 속하지 않는가?" (서한 CXLVI). 따라서 존 웨슬리는 복음사가 마르코에 의해 설립된 알렉산드리아 교회의 주교 계승이 2세기 동안 오직 프레스비터들의 서품을 통해서만 유지되었으며 그 고대 교회에 의해 유효하다고 간주되었다고 주장했다.
런던 주교가 영국령 아메리카 식민지에서 성직자를 서품하는 것을 거부했기 때문에, 이는 비상사태를 초래했고, 그 결과 1784년 9월 2일, 웨슬리는 성공회 프리스트와 다른 두 장로의 도움을 받아 고대 알렉산드리아 관행에 따라 토마스 코크를 감독으로 서품했지만, 코크는 주교라는 칭호를 받아들였다.
오늘날 연합 감리 교회는 주교들이 프레스비터들 중에서 선출되기 때문에 이러한 고대 알렉산드리아 관행을 따른다: 감리교회 규율 ¶303에서는 "이 사역으로의 서품은 교회에 대한 하나님의 선물이다. 서품에서 교회는 성령의 권능을 받은 사람들을 통해 사도적 사역을 확언하고 계속한다"고 확언한다. 또한 이 관행을 지지하는 성경 구절로 디모데전서 4:14을 인용하는데, 다음과 같이 명시되어 있다:
감리교회는 또한 교부들을 인용하여 이 주장을 웨슬리 사변형의 성스러운 전통이라는 다리로 뒷받침하는데, 그들 중 많은 이들이 이 견해에 동의한다.
앞서 언급된 주장 외에도, 1937년 영국 감리교회 연례 총회는 과거 교회의 "참된 연속성"이 "기독교 경험의 연속성, 한 성령의 선물 안에서의 교제; 한 주님에 대한 충성의 연속성, 메시지의 지속적인 선포; 사명의 지속적인 수용..." [오랜 사슬을 통해] "주님 자신의 동반자였던 첫 제자들... 이것이 우리의 사도전승 교리" [이는 주교나 장로의 공식적인 성직 계승에 의존하거나 보장되지 않으며], "오히려 사도적 진리에 대한 충실함"에 있다고 보았다.
감리교는 "즉흥적이고 자발적인 기도의 봉헌"을 크게 강조해왔다. 이를 위해 많은 감리교회는 주일 저녁 예배와 주중 수요일 저녁 기도회 시간의 일부를 교인들이 기도 요청을 나누는 데 할애하며, 신앙과 기독교 생활 경험에 대한 개인적인 간증을 듣는 시간도 갖는다. 회중의 다양한 구성원들이 기도 요청을 표명하는 것을 들은 후, 교인들은 종종 중보기도를 위해 무릎을 꿇는다.
초기 감리교는 "거의 수도원적 엄격함, 규칙에 따른 생활, [그리고] 정해진 기도 시간"으로 유명했다. 이는 성공회 일과에서 매일의 기도 시간을 암송하는 전통을 물려받았으며, 감리교 신자들은 이를 기도하도록 기대되었다. 감리교의 첫 기도서인 감리교인들의 주일 예배는 아침 기도와 저녁 기도의 정해진 기도 시간을 포함했다. 이 예배는 초기 기독교에서 매일 지켜졌으며, 주일 (기독교)에는 성찬례가 예배에 포함되었다. 이후 감리교 전례서, 예를 들어 『감리교 예배서』 (1999)는 아침 기도와 저녁 기도를 매일 기도하도록 규정하고 있다; 연합 감리 교회는 교인들에게 일곱 정해진 기도 시간에 기도하는 것을 예수님의 제자가 되는 "필수적인 실천 중 하나"로 장려한다: 찬송가 (오전 6시), 제3시과 (오전 9시), 제6시과 (정오 12시), 제9시과 (오후 3시), 만과 (오후 6시), 종과 (오후 9시), 그리고 철야 (자정 12시)와 같이 전통적으로 기도해야 할 정해진 기도 시간을 포함한다. 일부 감리교 회중은 매일 아침 기도를 제공한다.
외적 성결.
초기 감리교인들은 간소한 복장을 착용했으며, 감리교 성직자들은 "높은 머리장식, 주름 장식, 레이스, 금, 그리고 일반적으로 '값비싼 의복'"을 비난했다. 존 웨슬리는 감리교인들에게 매년 자신의 '옷차림에 대한 생각'을 읽도록 권했다. 그 설교에서 존 웨슬리는 감리교인들에게 다음과 같은 소망을 표현했다: "내가 죽기 전에, 퀘이커 회중만큼이나 단정하게 옷을 입은 감리교 회중을 보게 해 달라." 따라서 1858년 웨슬리안 감리교회 (미국)의 규율은 "우리는... 하나님을 경외하는 모든 이들에게 단정한 복장을 권고한다"고 명시했다. 감리교 부흥사인 피터 카트라이트는 초기 감리교인들이 단정한 복장을 착용하는 것 외에도 금요일에 금식하고, 금주하며, 경건하게 안식일을 지킴으로써 다른 사회 구성원들과 자신들을 구별했다고 말했다. 감리교 순회 설교자들은 육체 고행의 영적 훈련을 실천하는 것으로 알려져 있었다. 그들은 "새벽 일찍 일어나 홀로 기도했으며; 때로는 몇 시간 동안 음식이나 음료, 신체적 편안함 없이 무릎을 꿇고 있었다". 초기 감리교인들은 "카드 놀이, 경마, 도박, 극장 관람, 춤 (난장판과 무도회 모두), 닭싸움"을 포함한 "세속적인 습관"에 참여하지 않았으며 비난했다.
시간이 지나면서, 이러한 많은 관행들은 주류 감리교에서 점진적으로 완화되었지만, 절대금주주의와 금식과 같은 관행은 여전히 매우 권장되고 있으며, 현재의 도박 금지도 마찬가지이다. 보수 성결 운동의 교파들, 예를 들어 알레게니 웨슬리안 감리교회와 복음주의 웨슬리안 교회는 역사적인 감리교의 간소한 복장 관행의 정신을 계속해서 반영하며, "사치스러운 헤어스타일, 장신구—반지 포함—및 값비싼 의복을 어떤 이유로든 착용하는 것을 삼가"라고 권고한다. 독립 감리교회 연합은 여성 머리 덮개의 교회 규범을 계속 준수하며 "모든 헛된 뽐내기와 영광을 버리고" "겸손한 복장으로 자신을 단장할 것"을 규정한다. 미국 감리교회의 일반 규칙은 많은 감리교회의 교리적 기준 중 하나로, "하나님의 모든 규례에 참여"하는 것, 즉 "하나님의 공적인 예배"를 포함하며 "주의 날을 더럽히는 것, 즉 일반적인 일을 하거나 사고파는 행위를 금지"함으로써 주일 성수주의를 장려한다.
절대금주주의.
존 웨슬리는 "감리교의 전통적인 음료 알코올 금지 요구와 약물 사용에 대한 경고의 토대를 마련했다." 웨슬리는 주류를 "확실하지만 느린 독"이라고 언급하며, 그것을 파는 사람들을 지옥으로 이끄는 죄를 범한다고 비난했다. 감리교회는 전통적으로 금주 운동과 그 절대금주주의 요구와 연관되어 있다. 영국에서는 웨슬리안 감리교회 (영국)와 원시 감리교회 모두 절제주의를 옹호했다. 감리교 절제, 금지, 공중 도덕 위원회는 나중에 미국에서 이 운동을 더욱 발전시키기 위해 설립되었다. 2014년 알레게니 웨슬리안 감리교회 규율의 ¶91은 감리교인들의 전통적인 알코올 및 기타 약물 금지 요구 사항을 요약한다:
금식은 경건의 행위 중 하나로 여겨진다. 감리교의 주요 전례서인 감리교인들의 주일 예배 (존 웨슬리 편집)와 존 웨슬리의 『회중 모임을 위한 지침』 (1744년 12월 25일)은 금식과 예수의 십자가형을 기념하여 연중 모든 금요일에 고기를 삼가도록 규정하고 있다. 웨슬리 자신도 성찬 금식을 지켰으며, 성찬을 받기 전에 "하나님께 주의를 집중하기 위해" 금식했고, 다른 감리교 신자들도 그렇게 하도록 요청했다.
존 웨슬리는 감리교 설교자들에게 율법과 복음을 모두 강조하도록 훈계했다:
감리교는 모세에게 주어진 십계명인 의식법과 도덕법을 구별한다. 감리교 기독교에서 도덕법은 "우주의 근본적인 존재론적 원리"이며 "영원성에 기반을 두고", "하나님의 손가락으로 인간의 마음에 새겨졌다." 루터교회의 가르침과 대조적으로, 감리교회는 율법과 복음을 심오한 의미에서 함께 가져온다: "율법은 은혜이며, 이를 통해 우리는 삶이 어떻게 살도록 의도되었는지에 대한 좋은 소식을 발견한다." 감리교 전통의 아버지인 존 웨슬리는 다음과 같이 가르쳤다:
주일 성수주의.
초기 감리교인들은 "안식일을 경건하게 지키는" 것으로 유명했다. 그들은 "주일(主日)을 의무, 기쁨, 그리고 은총의 방도로 지키는 것"으로 여겼다. 감리교회의 일반 규칙은 "하나님의 모든 규례에 참석하는 것"을 요구하는데, 여기에는 "하나님께 드리는 공적인 예배"가 포함되며, "주의 날을 더럽히는 것, 즉 그날에 평범한 일을 하거나 사고파는 행위"를 금지한다. 영국의 초기 웨슬리안 감리교회 (영국)의 주일 성수주의 관행은 조나단 크로더가 『감리교의 초상』에서 묘사했다:
웨슬리 신학을 지지하는 교회.
감리교는 잉글랜드 국교회 내의 개혁 운동으로 시작하여 한동안 그렇게 남아 있었다. 이 운동은 "모교회"로부터 분리되어 미국에서는 감리교 감독교회로, 영국에서는 웨슬리안 감리교회 (영국)로 알려지게 되었다 (칼뱅주의 감리교회와 구별됨). 19세기 감리교 감독교회 내에서는 주로 노예 제도에 대한 태도 (교리적으로는 노예 제도에 대한 반대가 자비의 행위 중 하나임에도 불구하고)를 놓고 많은 분열이 발생했다. 이러한 분열 중 일부는 20세기 초에 치유되었고, 많은 분열된 감리교 단체들이 1939년까지 통합하여 미국 감리교회를 형성했다. 1968년, 감리교회는 급진적 경건주의 복음주의 연합 형제회와 합병하여 연합 감리 교회를 형성했는데, 이는 미국에서 가장 큰 감리교회이다. 다른 단체로는 아프리카 감리교 감독교회, 아프리카 감리교 시온 교회, 기독교 감리교 감독교회, 회중 감리교회, 복음주의 감리교회, 자유 감리교회, 글로벌 감리교회, 성결 감리교회, 감리교 개신교회, 원시 감리교회, 그리고 남부 감리교회가 있다. 또한 독립 감리교회 연합과 같은 다양한 독립 감리교 협회들도 있다.
19세기 미국에서는 완전 성화교리의 본질을 두고 이견이 발생했다. 완전 성화가 순간적으로 일어날 수도 있고, 점진적 성화가 기독교 완전으로 이어질 수도 있다고 믿는 사람들은 주류 감리교회에 남았다; 그러나 다른 사람들은 완전 성화의 즉각적인 본성을 강하게 강조했다. 후자의 사상은 성결 운동으로 알려지게 되었고, 이를 지지하는 많은 사람들은 주류 감리교 (예: 애즈버리 신학교)에 남았지만, 다른 사람들은 자유 감리교회, 하나님의 교회 (성결), [[하나님의 교회 (앤더슨)], [[기독교 연합 교회]], 그리고 나중에 순례 성결 교회와 합병하여 오늘날 존재하는 [[웨슬리안 교회]]를 형성한 [[웨슬리안 감리교회]]를 포함한 다양한 성결 교회를 시작했다. 또한 경쟁적인 오순절 운동을 거부했던 다른 성결 단체들은 합병하여 [[나사렛 교회]]를 형성했다. [[구세군]]은 초기 감리교에 뿌리를 둔 또 다른 웨슬리 성결 단체이다. 구세군 창립자 캐서린과 윌리엄 부스는 윌리엄이 감리교 개혁 교회 목사였을 때 [[복음 전도]]와 [[사회복음주의|사회 활동]]을 강조하기 위해 이 단체를 설립했다.
[[알레게니 웨슬리안 감리교회]], [[성경 감리교회]], [[복음주의 감리교회 총회]], [[복음주의 웨슬리안 교회]] 및 [[독립 감리교회 연합]]과 같은 [[보수 성결 운동]]의 교파들은 19세기와 20세기에 나타나 [[외적 성결]], [[간소한 복장]], 그리고 [[기독교에서 술에 대한 견해#감리교|절제]]를 포함한 초기 감리교의 엄격한 기준을 옹호했다.
타 종교와의 관계.
[[존 웨슬리]]의 [[이슬람교]]에 대한 발언은 잘 알려져 있다. 웨슬리는 성경적 계시를 "하나님의 책"으로 여기는 그의 신념을 바탕으로 기독교가 이슬람보다 우월하다고 생각했다. 그의 기독교에 대한 신학적 해석은 다른 [[아브라함 종교]]와 [[동양 종교]]들을 동등하게 고려하기보다는 그 의무를 추구하는 것이었다. 그는 종종 무슬림의 생활 방식을 집단적 기독교 양심을 자극하는 "소를 찌르는 막대기"로 여겼다 (사도행전 9:5 참조). 더 나아가, 그의 영국 중심주의와 일반적인 평신도 설교는 미래의 감리교회들이 다른 세계 종교들과 갈등하게 만들었다.
[[분류:아르미니우스주의]]
[[분류:미국의 개신교]]
입자물리학에서 중성 입자 진동()은 내부 양자수가 보존되지 않는 상호작용을 통해 전하가 0인 입자가 0이 아닌 내부 양자수의 변화로 인해 다른 중성 입자로 변형되는 현상이다. 중성 입자 진동은 1954년 머리 겔만과 아브라함 파이스에 의해 처음 연구되었다.
예를 들어, 중성자는 반중성자로 변형될 수 없는데, 이는 중입자수의 보존을 위반하기 때문이다. 그러나 중입자수를 엄격하게 보존하지 않는 상호작용을 포함하는 표준 모형의 가상적 확장에서는 중성자-반중성자 진동이 발생할 것으로 예측된다. 초저온 중성자를 이용한 중성자-반중성자 진동 탐색 프로젝트가 진행 중이다.
이러한 진동은 두 가지 유형으로 분류될 수 있다.
입자가 어떤 최종 생성물로 붕괴하는 경우, 시스템은 순수하게 진동하지 않으며 진동과 붕괴 사이의 간섭이 관찰된다.
역사와 동기.
1957년 우 등(Wu et al.)이 제공한 패리티 위반에 대한 놀라운 증거 이후, CP(전하 켤레-패리티)가 보존되는 양이라고 가정되었다. 그러나 1964년 크로닌과 피치는 중성 케이온 시스템에서 CP 위반을 보고했다. 그들은 긴 수명의 KL ()이 두 개의 파이온 ()으로 붕괴하는 것을 관찰하여 CP 보존을 위반하였다.
2001년, BaBar과 Belle 실험에 의해 시스템에서 CP 위반이 확인되었다. 시스템에서의 직접 CP 위반은 2005년까지 두 실험실 모두에서 보고되었다.
및 시스템은 입자와 그 반입자를 단일 입자의 두 상태로 간주하여 두 상태 시스템으로 연구될 수 있다.
태양의 pp 연쇄 반응은 풍부한 를 생성한다. 1968년 R. 데이비스 등은 홈스테이크 실험의 결과를 처음 보고했다. 데이비스 실험으로도 알려진 이 실험은 사우스다코타주 홈스테이크 광산(우주선 배경을 제거하기 위해 지하 깊이 위치함)에 있는 거대한 퍼클로로에틸렌 탱크를 사용했다. 퍼클로로에틸렌 속의 염소 핵은 다음 반응을 통해 를 흡수하여 아르곤을 생성한다.
그러나 이는 물리적으로 formula_2와 동일하다. 왜냐하면 지수 항은 단순한 위상 인자이기 때문이다. 이는 관측 가능한 새로운 상태를 생성하지 않는다. 다시 말해, 에너지 고유 상태는 정지 상태이며, 즉 시간 진화에 따라 관측 가능하게 다른 새로운 상태를 생성하지 않는다.
교란되지 않은 해밀토니언 연산자 formula_3가 대각화되는 기저를 로 정의하자.
상태 간의 진동은 "해밀토니언의 비대각 항이 0이 아닌 경우에만" 발생함이 증명될 수 있다.
따라서 formula_3에 일반적인 섭동 formula_6를 도입하여 결과 해밀토니언 formula_7가 여전히 에르미트임을 보장하자. 그러면
여기서 formula_9이고 formula_10이며
교란된 해밀토니언 의 고유값은 formula_11와 로 바뀌며, 여기서
&amp;= I \\
\end{align} &lt;/math&gt;
|ref=4
formula_3의 고유 벡터를 formula_7의 고유 벡터로 표현하면 다음과 같다.
\left( \cos\tfrac{\theta}{2}\left| + \right\rangle - \sin\tfrac{\theta}{2}\left| - \right\rangle \right) \\
\left|\ 2\ \right\rangle\ &amp;=
\ e^{-i\frac{\phi}{2}} \left( \sin\tfrac{\theta }{2}\left| + \right\rangle + \cos\tfrac{\theta}{2}\left| - \right\rangle \right) \\
|ref=5
이제 입자가 formula_3의 고유 상태(예: )로 시작한다면, 즉
시간 진화에 따라 다음과 같이 된다.
이전 경우와 달리, 이는 과 뚜렷이 다르다.
시간 formula_21에서 시스템이 상태 formula_22에 있을 확률은 다음과 같이 얻을 수 있다.
이를 라비 공식이라고 한다. 따라서 교란되지 않은 해밀토니언 의 한 고유 상태에서 시작하여 시스템의 상태는 formula_3의 고유 상태 사이를 주파수(라비 주파수라고 함)로 진동한다.
식 (6)에서 에 대해 formula_24인 경우에만 진동이 존재한다고 결론 내릴 수 있다. 따라서 formula_25는 교란되지 않은 해밀토니언 formula_3의 두 고유 상태를 연결하여 둘 사이의 진동을 용이하게 하므로 '결합 항'이라고 알려져 있다.
교란된 해밀토니언 formula_7의 고유값이 퇴화된 경우, 즉 인 경우에도 진동은 멈춘다. 그러나 이러한 상황에서는 섭동 자체가 사라지고 formula_7가 formula_3의 형태(대각선)를 취하게 되므로 우리는 처음으로 돌아간다.
따라서 진동에 필요한 조건은 다음과 같다.
일반적인 경우: 혼합과 붕괴를 고려.
고려 중인 입자가 붕괴하는 경우, 시스템을 기술하는 해밀토니언은 더 이상 에르미트가 아니다. 어떤 행렬도 에르미트 부분과 반에르미트 부분의 합으로 쓸 수 있으므로, formula_30는 다음과 같이 쓸 수 있다.
formula_30의 고유값은 다음과 같다.
접미사는 각각 무겁고 가벼움을 나타내며(관례에 따라) 이는 formula_33이 양수임을 의미한다.
자연 기저 formula_34에서 formula_35 및 formula_36에 해당하는 정규화된 고유 상태는 다음과 같다.
formula_37와 formula_38는 혼합 항이다. 이 고유 상태는 더 이상 직교하지 않는다.
시스템이 상태 로 시작한다고 가정하자. 즉,
마찬가지로, 시스템이 formula_41 상태로 시작하는 경우, 시간 진화에 따라 다음을 얻는다.
결과로서의 CP 위반.
만약 시스템에서 formula_43와 formula_44가 서로 CP 켤레 상태(즉, 입자-반입자)를 나타내고(즉, formula_45 및 formula_46), 특정 다른 조건이 충족되면 이 현상의 결과로 CP 위반이 관찰될 수 있다. 조건에 따라 CP 위반은 세 가지 유형으로 분류될 수 있다.
붕괴만으로 인한 CP 위반.
formula_47가 최종 상태 formula_48로 붕괴하는 과정을 고려하자. 여기서 각 집합의 바(barred)와 언바(unbarred) 켓은 서로 CP 켤레이다.
formula_43가 formula_50로 붕괴할 확률은 다음과 같다.
그리고 그 CP 켤레 과정의 확률은 다음과 같다.
혼합으로 인한 CP 위반이 없다면 formula_53이다.
이제, 위 두 확률이 같지 않은 경우는 다음과 같다.
| ref=10
따라서, 붕괴 확률과 그 CP 켤레 과정의 확률이 같지 않기 때문에 붕괴는 CP 위반 과정이 된다.
혼합만으로 인한 CP 위반.
formula_43에서 시작하여 formula_41를 관찰할 확률(시간의 함수로)은 다음과 같다.
위 두 확률이 같지 않은 경우는 다음과 같다.
따라서, 입자-반입자 진동은 CP 위반 과정이 된다. 왜냐하면 입자와 그 반입자(예: formula_43 및 formula_60)는 더 이상 CP의 동등한 고유 상태가 아니기 때문이다.
혼합-붕괴 간섭을 통한 CP 위반.
formula_50를 formula_43와 formula_41 모두가 붕괴할 수 있는 최종 상태(CP 고유 상태)라고 하자. 그러면 붕괴 확률은 다음과 같다.
위 두 양에서, 혼합만으로 인한 CP 위반이 없고(즉, formula_66) 붕괴만으로 인한 CP 위반도 없을 때(즉, formula_67) 그리고 formula_68일지라도, 확률은 다음과 같은 경우에 여전히 같지 않을 것이다.
따라서 위 확률 표현의 마지막 항은 혼합과 붕괴 사이의 간섭과 관련되어 있다.
또 다른 분류.
일반적으로 CP 위반의 또 다른 분류가 이루어진다.
특정 사례.
중성미자 진동.
중성미자의 두 맛깔 고유 상태 (예: –, – 등) 사이의 강한 결합과 세 번째 맛깔 고유 상태(즉, 세 번째가 다른 두 맛깔 사이의 상호작용에 영향을 미치지 않음) 사이의 매우 약한 결합을 고려하면, 식 ()은 유형 formula_69의 중성미자가 유형 formula_70로 변형될 확률을 다음과 같이 나타낸다.
여기서 formula_11와 formula_73는 에너지 고유 상태이다.
위 식은 다음과 같이 쓸 수 있다.
x \right)
|ref=13
따라서 에너지(질량) 고유 상태 사이의 결합은 맛깔 고유 상태 사이의 진동 현상을 발생시킨다. 중요한 추론은 중성미자가 매우 작지만 유한한 질량을 가진다는 것이다. 따라서 중성미자의 속도는 빛의 속도와 정확히 같지 않고 약간 더 느리다.
중성미자 질량 분할.
세 가지 맛깔의 중성미자가 있으므로 세 가지 질량 분할이 있다.
그러나 이들 중 두 개만이 독립적이다. 왜냐하면 formula_75이기 때문이다.
이는 세 중성미자 중 두 개가 매우 밀접한 질량을 가지고 있음을 의미한다. 세 formula_76 중 두 개만이 독립적이고, 식 ()의 확률 표현식은 formula_76의 부호에 민감하지 않으므로(사인 제곱은 인수의 부호에 독립적이다), 맛깔 진동 현상으로부터 중성미자 질량 스펙트럼을 고유하게 결정하는 것은 불가능하다. 즉, 세 중성미자 중 임의의 두 개가 밀접하게 떨어져 있는 질량을 가질 수 있다.
또한, 진동은 질량(제곱)의 차이에만 민감하므로, 진동 실험을 통해 중성미자 질량을 직접적으로 결정하는 것은 불가능하다.
시스템의 길이 스케일.
식 ()은 시스템의 적절한 길이 스케일이 진동 파장 formula_78임을 나타낸다. 우리는 다음 추론을 할 수 있다.
중성 케이온 진동과 붕괴.
크리스텐슨 등(Christenson et al.)의 1964년 논문은 중성 케이온 시스템에서 CP 위반의 실험적 증거를 제공했다. 소위 장수명 케이온(CP = −1)이 두 개의 파이온(CP = (−1)(−1) = 1)으로 붕괴하여 CP 보존을 위반했다.
formula_86와 formula_87가 각각 +1과 -1의 고유값을 갖는 기묘도 고유 상태라면, 에너지 고유 상태는 다음과 같다.
이 두 상태는 또한 각각 +1과 -1의 고유값을 갖는 CP 고유 상태이다. 이전의 CP 보존(대칭) 개념에 따르면 다음이 예상되었다.
두 개의 파이온 붕괴가 세 개의 파이온 붕괴보다 훨씬 빠르기 때문에 formula_89는 단수명 케이온 formula_92으로, formula_90는 장수명 케이온 formula_94으로 불렸다. 1964년 실험은 예상과 달리 formula_94이 두 개의 파이온으로 붕괴할 수 있음을 보여주었다. 이는 장수명 케이온이 순수한 CP 고유 상태 formula_90가 될 수 없으며, formula_89의 작은 혼합을 포함해야 하므로 더 이상 CP 고유 상태가 아님을 의미한다. 마찬가지로 단수명 케이온도 formula_90의 작은 혼합을 가질 것으로 예측되었다. 즉,
여기서 formula_100는 복소량이며 CP 불변성으로부터의 이탈 정도를 나타낸다. 실험적으로 formula_101이다.
formula_89와 formula_90를 formula_86와 formula_87로 표현하면 ( formula_106임을 염두에 두고) 식 ()의 형태를 얻는다.
여기서 formula_108이다.
formula_109이므로 조건 ()이 충족되고, 기묘도 고유 상태 formula_86와 formula_87 사이에 혼합이 발생하여 장수명 및 단수명 상태가 생성된다.
와 는 두 가지의 두 파이온 붕괴 모드를 가진다: 또는 . 이 두 최종 상태는 자체적으로 CP 고유 상태이다. 분기비를 다음과 같이 정의할 수 있다.
실험적으로 formula_113이고 formula_114이다. 즉 formula_115이며, 이는 formula_116 및 formula_117을 의미하며, 따라서 조건 ()을 만족한다.
다시 말해, 두 붕괴 모드 사이의 비대칭에서 직접 CP 위반이 관찰된다.
만약 최종 상태(예: formula_118)가 CP 고유 상태(예: )라면, 두 가지 다른 붕괴 경로에 해당하는 두 가지 붕괴 진폭이 있다.
CP 위반은 붕괴에 대한 이러한 두 기여 사이의 간섭으로 인해 발생할 수 있는데, 한 모드는 붕괴만을 포함하고 다른 모드는 진동과 붕괴를 포함하기 때문이다.
그렇다면 "진정한" 입자는 무엇인가.
위 설명은 맛깔(또는 기묘도) 고유 상태와 에너지(또는 CP) 고유 상태를 언급한다. 그렇다면 이들 중 어느 것이 "진정한" 입자를 나타내는가? 우리가 실험실에서 실제로 감지하는 것은 무엇인가? 데이비드 제프리 그리피스의 말을 인용하면:
혼합 행렬 - 간략한 소개.
시스템이 세 가지 상태 시스템(예: 세 가지 중성미자 종 , 세 가지 쿼크 종 )이라면, 두 상태 시스템에서와 마찬가지로 맛깔 고유 상태(예: formula_120, formula_121, formula_122)는 에너지(질량) 고유 상태(예: formula_123, formula_124, formula_125)의 선형 조합으로 표현된다. 즉,
렙톤(예: 중성미자)의 경우 변환 행렬은 PMNS 행렬이며, 쿼크의 경우 CKM 행렬이다.
변환 행렬의 비대각 항은 결합을 나타내며, 대각 항이 같지 않다는 것은 세 상태 사이의 혼합을 의미한다.
변환 행렬은 유니타리이며, 적절한 매개변수화(CKM 또는 PMNS 행렬인지에 따라 다름)가 이루어지고 매개변수 값은 실험적으로 결정된다.
확산 초신성 중성미자 배경(, DSNB)은 우주 역사 전반에 걸쳐 모든 핵 붕괴 초신성 사건에서 누적적으로 발생하는 이론적인 중성미자(및 반중성미자) 개체군이다. 아직 직접적으로 감지되지는 않았지만, DSNB는 등방성이며 107 eV 규모의 전형적인 에너지를 가진 중성미자로 구성되어 있다고 이론화되어 있다. 현재 탐지 노력은 DSNB 중성미자 탐색에서 배경 노이즈의 영향으로 제한되며, 따라서 DSNB, 즉 중성미자 선속의 매개변수에 대한 제한을 두는 데에 그친다. 이 매개변수에 대한 제한은 최근 몇 년 동안 더욱 엄격해졌지만, 많은 연구자들이 차세대 검출기를 통해 가까운 미래에 직접적인 관측을 기대하고 있다. DSNB는 대폭발 동안 생성된 유물 중성미자로 구성되며 훨씬 낮은 에너지(10−4 ~ 10−6 eV)를 가진 우주 중성미자 배경(CNB)과 혼동해서는 안 된다.
핵 붕괴 초신성에서는 모든 종류의 중성미자가 생성된다. 먼저, 별의 철 핵에 있는 양성자에 대한 전자 포획을 통해 붕괴 초기에 전자 중성미자가 생성된다.
이 반응에서 생성된 일부 중성자는 베타 붕괴를 거쳐 전자 반중성미자를 생성한다.
이러한 과정 후에도 붕괴는 계속되다가 핵에 축적된 물질의 압력으로 인해 반등한다. 이 반등은 충격파를 생성하며, 이 시점에서 이전에 생성된 많은 전자 중성미자가 중성미자 폭발이라고 불리는 형태로 방출된다. 중성미자 폭발로 초신성에서 방출되는 에너지는 충격파를 약화시키고, 물질은 원시 별의 잔해로 떨어진다. 이 시점에서 많은 중성미자가 유입되는 물질에 의해 갇히게 되어 높은 밀도를 형성한다. 핵의 온도가 충분히 높을 때(&gt; 10 MeV), 모든 종류의 중성미자와 해당 반중성미자는 전자-양전자 쌍의 약한 상호작용을 통해 생성된다.
중성미자는 이후 자유 양성자 및 중성자는 물론 다른 중성미자와의 상호작용을 통해 충격파를 재충전하고, 이전에 갇혀 있던 충격파 내 물질의 밀도를 극복할 수 있게 되면 방출된다.
개별 초신성은 formula_4개에 달하는 중성미자를 방출하며, 이는 초신성이 우리 은하 또는 그 위성은하 중 하나와 같이 충분히 가까운 곳에서 발생한 경우 지구에서 짧은 이벤트 폭발로 감지될 수 있다. 현재 유일한 예는 SN 1987A이다. 대조적으로, DSNB는 우주 역사 전반에 걸쳐 모든 개별 핵 붕괴 초신성에서 축적된 연속적인 중성미자원이다. 방출된 중성미자 스펙트럼의 불확실성과 직접적인 탐지 부족으로 인해, 현재 DSNB 선속에 대한 실험적 상한만이 존재한다.
예측된 탐지.
지구상의 DSNB 선속에 대한 이론적 예측은 많은 다른 매개변수와 가정, 주로 우주에서 발생하는 핵 붕괴 초신성 사건의 비율과 각 초신성에서 방출되는 중성미자 스펙트럼에 따라 달라지기 때문에 어렵다. 그러나 이러한 불확실성을 고려하더라도 DSNB 선속은 현재 실험적 한계보다 한 자릿수 이상 낮지 않아야 하므로 가까운 미래에 탐지 가능할 것으로 보인다.
탐지 시도.
현재 검출기로는 태양 중성미자, 원자로 반중성미자, 방사능으로 인한 높은 배경 신호 때문에 106 eV 범위의 DSNB를 직접 측정하기 어렵다. 결과적으로 여러 실험에서 지구의 선속 및 탐지 스펙트럼에 대한 상한을 설정하기 위해 더 높은 크기(107 eV)에서 DSNB 신호를 조사하려는 시도를 했다.
슈퍼 가미오칸데.
일본의 슈퍼 가미오칸데(SK) 중성미자 관측소는 세계에서 가장 큰 물 체렌코프 검출기이다. 이 검출기는 50킬로톤의 물을 포함하고 있으며, 이는 중성미자 상호작용의 표적으로 기능한다. 중성미자는 표적 물과 상호작용하여 체렌코프 복사를 방출하며, 이는 표적 부피를 둘러싼 수천 개의 광전 증폭관(PMT)에 의해 측정된다. 2003년, SK 실험은 19.3 MeV를 초과하는 에너지의 중성미자에 대해 formula_5의 선속 상한을 산출했는데, 이는 당시 일부 DSNB 모델을 이미 배제할 수 있었다. 이러한 제한은 검출기 개선 후 SK 팀에 의해 나중에 개선되었으며, 17.3 MeV를 초과하는 에너지의 중성미자에 대해 formula_6로 나타났다. 2021년, 2018년까지의 SK-IV 측정값을 기반으로, 90% 신뢰 구간에서 한계가 formula_7로 강화되었다.
2020년, 슈퍼 가미오칸데 검출기는 가돌리늄 도입으로 개선되어 중성자 상호작용을 더 잘 식별하고 파쇄로 인한 배경 신호를 줄일 수 있게 되었다. 이를 통해 협력단은 배경 신호가 다시 신호를 지배하기 시작하기 전인 11.5 MeV까지 낮은 에너지 임계값에서 DSNB를 조사할 수 있을 것이다.
하이퍼 가미오칸데.
2021년, 가미오카 천문대는 차세대 물 체렌코프 검출기인 하이퍼 가미오칸데(HK)의 건설을 시작했다. 이 새로운 검출기는 이전 모델인 슈퍼 가미오칸데보다 훨씬 많은 양의 물을 포함할 예정으로, 탱크에 266킬로톤의 물이 들어간다. 중성미자 상호작용과 DSNB를 훨씬 더 정밀하고 낮은 배경 노이즈로 측정하기를 희망하며, HK 검출기는 2027년경에 데이터 수집을 시작할 예정이다.
가미오카 액체 섬광 반중성미자 검출기 (KamLAND).
가미오카 천문대의 또 다른 지부는 KamLAND 검출기인데, 이 검출기는 대형 액체 섬광체를 사용하여 전자 반중성미자를 탐지하는 것을 목표로 한다. 이 검출기에서 측정되는 상호작용은 역베타 붕괴이다. 이 반중성미자-양성자 상호작용은 중성자와 양전자를 생성하며, 이는 섬광 빛을 방출하고 이 빛은 액체 섬광체를 둘러싼 PMT 배열에 의해 측정되어 입사하는 반중성미자의 에너지를 결정할 수 있다.
2021년, 협력단은 여러 전자 반중성미자 탐지 데이터 결과를 발표했다. 탐지 범위는 반중성미자 에너지 8.3–30.8 MeV이며, 이는 8.3–13.3 MeV 에너지 범위에서 DSNB 반중성미자 선속에 대한 가장 엄격한 제한을 설정했다. 아래 표는 KamLAND 협력단의 표 형식 결과이다.
서드베리 중성미자 관측소 (SNO).
서드베리 중성미자 관측소(SNO)는 캐나다에 있는 관측소로, 중수를 사용하여 태양 중성미자를 관측하고 중성미자 진동을 연구한다. SNO의 탐지는 전하 전류(CC) 상호작용, 중성 전류(NC) 상호작용, 그리고 탄성 전자 산란에 의존한다. 이 실험의 주된 목적은 DSNB를 탐지하는 것이 아니지만, 수집된 중성미자 데이터는 연구팀이 특정 에너지 구간에서 DSNB 중성미자 선속에 대한 제한을 설정할 수 있게 했다. 2006년, SNO는 22.9에서 36.9 MeV 사이의 중성미자 에너지에 대해 formula_7의 선속 상한을 설정했다.
보렉시노.
보렉시노는 이탈리아 그란 사소 국립 연구소에 있는 액체 섬광 검출기로, 태양 중성미자, 특히 7Be의 전자 포획 붕괴를 통해 생성된 중성미자를 탐지하는 데 중점을 둔다. 이 실험의 주된 목표는 아니지만, 이 검출기는 핵 붕괴 초신성 중성미자를 정확하게 관측하여 협력단이 DSNB 선속에 대한 제한을 설정할 수 있게 한다. 두 DSNB 모델과 수집된 데이터를 기반으로, 중성미자 에너지 범위 2.8에서 16.8 MeV뿐만 아니라 더 좁은 범위인 7.8에서 16.8 MeV에 대해 다른 상한이 설정되었다. 2.8에서 16.8 MeV의 경우, 두 모델 중 더 보수적인 상한 선속은 formula_9로 나타났으며, 7.8에서 16.8 MeV의 경우 두 모델 중 더 보수적인 추정치는 formula_10의 선속 상한을 산출했다.
중성미자 없는 이중 베타 붕괴(, 0νββ)는 중성미자 입자가 마요라나 본성을 가짐을 증명하는 데 제안되고 실험적으로 연구되는 이론적인 방사성 붕괴 과정이다. 현재까지 발견되지 않았다.
중성미자 없는 이중 베타 붕괴의 발견은 중성미자의 절대 질량과 그 질량 계층(중성미자 질량)에 대한 실마리를 제공할 수 있다. 이는 경입자수 보존 법칙 위반의 첫 번째 신호가 될 것이다. 중성미자의 마요라나 본성은 중성미자가 자기 자신의 반입자임을 확인할 것이다.
중성미자 없는 이중 베타 붕괴를 찾기 위해 현재 여러 실험이 진행 중이며, 민감도 향상을 위한 여러 미래 실험도 제안되어 있다.
이탈리아의 물리학자 에토레 마요라나는 1937년 입자가 자기 자신의 반입자라는 개념을 처음 도입했다. 이러한 본성을 가진 입자들은 나중에 그를 따라 마요라나 입자라고 명명되었다.
1939년, 웬델 H. 퍼리는 베타 붕괴와 관련된 중성미자의 마요라나 본성 개념을 제안했다. 퍼리는 중성미자 없는 이중 베타 붕괴의 전이 확률이 더 높다고 밝혔다. 이것은 경입자수 보존 법칙의 위반을 탐색하기 위해 제안된 최초의 아이디어였다. 그 이후로 중성미자의 본성을 연구하는 데 유용하다는 이유로 주목을 받았다(인용문 참조).
물리적 의의.
재래식 이중 베타 붕괴.
중성미자는 일반적으로 약한 붕괴에서 생성된다. 약한 베타 붕괴는 일반적으로 하나의 전자 (또는 양전자)를 생성하고, 반중성미자 (또는 중성미자)를 방출하며 원자핵의 양성자수 formula_1를 하나 증가 (또는 감소)시킨다. 그러면 핵의 질량(즉, 결합 에너지)이 더 낮아지고 따라서 더 유리해진다. 더 낮은 질량의 핵으로 붕괴할 수 있는 여러 원소가 존재하지만, 그 결과 핵이 운동학적으로(즉, 에너지 측면에서) 불리하기 때문에(에너지가 더 높아질 것이기 때문에) 하나의 전자만 방출할 수 없다. 이러한 핵은 두 개의 전자를 방출함으로써만 붕괴할 수 있다(즉, 이중 베타 붕괴를 통해). 이중 베타 붕괴를 통해서만 붕괴할 수 있는 핵은 약 12개 정도가 확인되었다. 해당 붕괴 방정식은 다음과 같다.
이것은 2차의 약한 과정이다. 동일한 핵에서 두 핵자의 동시 붕괴는 극히 희박하다. 따라서 이러한 붕괴 과정의 실험적으로 관찰된 수명은 formula_3년 범위이다. 이미 여러 동위 원소에서 이러한 두-중성미자 이중 베타 붕괴가 관찰되었다.
이 재래식 이중 베타 붕괴는 입자물리학의 표준 모형에서 허용된다. 따라서 이론적 및 실험적 기반을 모두 갖추고 있다.
중성미자의 본성이 마요라나 입자라면, 중성미자는 동일한 과정에서 방출되고 흡수될 수 있으며 해당 최종 상태에는 나타나지 않는다. 디랙 입자로서, W보손의 붕괴에 의해 생성된 중성미자는 모두 방출되며, 이후 흡수되지 않는다.
중성미자 없는 이중 베타 붕괴는 다음과 같은 경우에만 발생할 수 있다.
가장 간단한 붕괴 과정은 가벼운 중성미자 교환으로 알려져 있다. 이는 한 핵자에서 방출되어 다른 핵자에 흡수되는 하나의 중성미자를 특징으로 한다(오른쪽 그림 참조). 최종 상태에는 핵(변경된 양성자수 formula_1를 가진)과 두 전자만이 남아 있다.
두 전자는 거의 동시에 방출된다.
결과적으로 두 전자는 최종 상태에서 방출되는 유일한 입자이며, 대략 과정 전후 두 핵의 결합 에너지 합의 차이를 운동 에너지로 가져야 한다. 무거운 핵은 유의미한 운동 에너지를 가지지 않는다.
이 경우 붕괴율은 다음과 같이 계산할 수 있다.
여기서 formula_7는 위상 공간 요인을, formula_8는 이 핵 붕괴 과정의 (제곱된) 행렬 원소를 (파인만 도형에 따라), 그리고 formula_9는 유효 마요라나 질량의 제곱을 나타낸다.
첫째, 유효 마요라나 질량은 다음과 같이 얻을 수 있다.
여기서 formula_11는 마요라나 중성미자 질량(세 개의 중성미자 formula_12)이고 formula_13는 중성미자 혼합 행렬 formula_14의 원소이다(PMNS 행렬 참조). 중성미자 없는 이중 베타 붕괴를 찾기 위한 현대 실험들(실험 및 결과 섹션 참조)은 중성미자의 마요라나 본성을 증명하고 이 유효 마요라나 질량 formula_15를 측정하는 것을 목표로 한다(붕괴가 실제로 중성미자 질량에 의해 생성되는 경우에만 가능하다).
핵 행렬 원소(NME) formula_16는 독립적으로 측정될 수 없지만, 계산되어야 하며 계산될 수 있다. 계산 자체는 정교한 핵 다체 이론에 의존하며 이를 수행하는 여러 방법이 존재한다. NME formula_16는 핵마다(즉, 화학 원소마다) 다르다. 오늘날 NME 계산은 중요한 문제이며, 다양한 저자들이 다양한 방식으로 다루고 있다. 한 가지 질문은 formula_16에 대해 얻은 값의 범위를 이론적 불확실성으로 취급해야 하는지, 그리고 이것이 통계적 불확실성으로 이해되어야 하는지 여부이다. 여기서는 다양한 접근 방식이 선택되고 있다. formula_16에 대해 얻은 값은 종종 2배에서 약 5배까지 다양하다. 전형적인 값은 붕괴하는 핵/원소에 따라 약 0.9에서 14까지의 범위에 있다.
마지막으로, 위상 공간 요인 formula_7도 계산되어야 한다. 이는 총 방출되는 운동 에너지(formula_21, 즉 "formula_22 값")와 원자 번호 formula_1에 따라 달라진다. 방법론은 디랙 파동 함수, 유한한 핵 크기 및 전자 차폐를 사용한다. 다양한 핵에 대한 formula_7의 고정밀 결과가 존재하며, 약 0.23( formula_25의 경우), 0.90(formula_26)에서 약 24.14(formula_27)까지 다양하다.
특정 조건(중성미자 질량 및 혼합에 대한 실험적 지식 기반 예측과 일치하는 붕괴율)에서 중성미자 없는 이중 베타 붕괴가 발견된다면, 이는 실제로 마요라나 중성미자가 주요 매개체임을 "확실하게" 시사할 것으로 믿어진다(다른 새로운 물리 소스가 아니라). 중성미자 없는 이중 베타 붕괴를 겪을 수 있는 핵은 35개이다(앞서 언급된 붕괴 조건에 따르면).
실험 및 결과.
중성미자 없는 이중 베타 붕괴를 확인하기 위한 실험에서 9가지 다른 핵 후보가 고려되고 있다: formula_28. 이들 모두는 실험에 사용되는 것에 대한 장단점을 가지고 있다. 포함되고 검토되어야 할 요인으로는 자연 존재비, 합리적인 가격의 농축, 그리고 잘 이해되고 통제된 실험 기술이 있다. formula_22 값이 높을수록 원칙적으로 발견 가능성이 좋다. 위상 공간 요인 formula_7와 따라서 붕괴율은 formula_31에 따라 증가한다.
실험적으로 흥미롭고 따라서 측정되는 것은 방출된 두 전자의 운동 에너지 합이다. 이는 중성미자 없는 이중 베타 방출에 대한 해당 핵의 formula_22 값과 같아야 한다.
표는 현재 0νββ 수명의 가장 좋은 한계값을 요약한 것이다. 이를 통해 중성미자 없는 이중 베타 붕괴가 발생한다면 극히 드문 과정임을 추론할 수 있다.
하이델베르크-모스크바 공동 연구.
독일 막스 플랑크 핵물리 연구소와 모스크바의 러시아 과학 센터인 쿠르차토프 연구소의 소위 "하이델베르크-모스크바 공동 연구" (HDM; 1990-2003)는 "중성미자 없는 이중 베타 붕괴의 증거"를 발견했다고 주장하여 유명하다(하이델베르크-모스크바 논란). 처음에 2001년 이 공동 연구는 2.2σ 또는 3.1σ (사용된 계산 방법에 따라 다름)의 증거를 발표했다. 붕괴율은 약 formula_33년으로 밝혀졌다. 이 결과는 많은 과학자와 저자들 사이에서 논의의 대상이 되어 왔다. 현재까지 다른 어떤 실험도 HDM 그룹의 결과를 확인하거나 승인하지 않았다. 대신, GERDA 실험의 최근 수명 한계 결과는 HDM 공동 연구의 값들을 명백히 지지하지 않고 거부한다.
중성미자 없는 이중 베타 붕괴는 아직 발견되지 않았다.
GERDA (저마늄 검출기 배열) 실험.
저마늄 검출기 배열 (GERDA) 공동 연구의 검출기 1단계 결과는 formula_34년 (90% C.L.)의 한계값이었다. 이 실험은 저마늄을 원천 물질이자 검출기 물질로 사용했다. 액체 아르곤은 뮤온 차폐 및 배경 방사선 차폐에 사용되었다. 0νββ 붕괴에 대한 의 formula_22 값은 2039 keV였지만, 이 영역에서 이벤트 초과가 발견되지 않았다. 실험의 2단계는 2015년에 데이터 수집을 시작했으며, 검출기를 위해 약 36 kg의 저마늄을 사용했다. 2020년 7월까지 분석된 노출량은 10.8 kg yr였다. 다시 신호가 발견되지 않아 새로운 한계값이 formula_36년 (90% C.L.)으로 설정되었다. 검출기는 해체되었고 2020년 12월 최종 결과를 발표했다. 중성미자 없는 이중 베타 붕괴는 관찰되지 않았다. 후속 실험은 LEGEND로, 동일한 기술을 사용하여 더 긴 수명에 대한 민감도를 달성한다.
EXO (풍화 제논 관측소) 실험.
풍화 제논 관측소-200 실험은 제논을 원천 물질이자 검출기로 사용한다. 이 실험은 미국 뉴멕시코에 위치하며, 전자 트랙 침적의 3차원 공간 및 시간 해상도를 위해 시간 투영실 (TPC)을 사용한다. EXO-200 실험은 formula_37년 (90% C.L.)의 수명 한계값을 산출했다. 이를 유효 마요라나 질량으로 환산하면, GERDA I 및 II에 의해 얻어진 것과 동일한 수준의 한계값이다.
중성미자 없는 뮤온 변환.
뮤온은 formula_53와 formula_54로 붕괴한다. formula_55, formula_56, formula_57, formula_58와 같이 중성미자 방출이 없는 붕괴는 매우 드물어 금지된 것으로 간주되며, 이러한 붕괴가 관찰되면 새로운 물리의 증거로 간주될 것이다. 여러 실험에서 formula_59에 대해 Mu to E Gamma, Comet, Mu2e를, formula_60에 대해 Mu3e를 통해 이러한 경로를 추구하고 있다.
CMS 실험에서는 formula_61 형태의 중성미자 없는 타우 변환을 탐색했다.
DONUT(Direct Observation of the Nu Tau, E872)는 페르미 국립 가속기 연구소에서 타우 중성미자 상호작용을 탐색하기 위해 진행된 실험이다. 이 검출기는 1997년 여름 몇 달 동안 작동하여 타우 중성미자를 성공적으로 검출했다. 이는 표준 모형에 의해 예측된 마지막 렙톤의 존재를 확인시켜주었다. 이 실험에서 얻은 데이터는 타우 중성미자의 자기 모멘트에 대한 상한선을 설정하고 상호작용 단면적을 측정하는 데에도 사용되었다.
DONUT에서는 테바트론에 의해 가속된 양성자가 맵시 중간자의 붕괴를 통해 타우 중성미자를 생성하는 데 사용되었다. 자석 및 벌크 물질(대부분 철과 콘크리트) 시스템으로 원치 않는 배경 입자를 최대한 제거한 후, 빔은 여러 장의 핵유제를 통과했다. 매우 드물게 중성미자 중 하나가 검출기에서 상호작용하여, 유제에 눈에 보이는 흔적을 남기고 섬광체와 드리프트 챔버 시스템에 의해 전자적으로 기록될 수 있는 전하를 띤 입자를 생성했다.
전기적 정보를 사용하여 가능한 중성미자 상호작용이 식별되고 추가 분석을 위해 선택되었다. 이는 유제 시트를 사진으로 현상하여 그들을 통과하는 입자가 남긴 모든 흔적이 작은 검은 점으로 나타나도록 하는 것을 의미했다. 이 점들을 연속적인 시트에 연결함으로써 각 입자가 취한 경로가 재구성되고 중성미자 상호작용 가능성이 식별되었다. 중성미자 상호작용의 특징적인 속성은 여러 흔적이 갑자기 나타나고 그들을 따라가는 흔적이 없다는 것이었다. 타우 중성미자는 몇 밀리미터 후 "꺾임"을 보이는 흔적 중 하나로 식별되었는데, 이는 타우 렙톤의 붕괴를 나타낸다.
2000년 7월, DONUT 협력단은 타우 중성미자 상호작용의 첫 관측을 발표했다. 이 결과는 단 네 개의 사건을 기반으로 했지만, 신호는 예상 배경(0.34±0.05 사건)을 훨씬 초과했으며, 4×10의 -값을 가졌는데, 이는 약 3.5 시그마에 해당한다. 이는 일반적인 증명의 기준에는 미치지 못하지만, 입자가 존재할 것으로 예상되었기 때문에 일반적으로 받아들여졌다. 2008년 최종 보고서는 총 578개의 중성미자 사건 샘플에서 9개의 타우 중성미자 사건을 식별했다.
그 중요성은 힉스 보손을 제외하고 표준 모형의 유일하게 직접 관측되지 않았던 입자가 타우 중성미자였다는 사실에 있다.
결과 자체 외에도 DONUT은 고에너지 중성미자 검출을 위한 새로운 기술, 특히 핵유제 시트가 철 층과 섞여 상호작용 수가 증가하는 유제 구름 챔버의 유효성을 검증하는 데에도 기여했다.
핵물리학과 원자물리학에서 약한 전하() 또는 드물게 중성 약한 전하()는 입자의 표준 모형 약한 상호작용이 Z보손에 결합하는 것을 의미한다. 예를 들어, 주어진 핵 동위원소의 총 약한 전하는 중성자당 약 -0.99이고 양성자당 +0.07이다. 또한 전자 산란 중 패리티 위반의 효과를 보여준다.
이 용어는 때때로 약한 아이소스핀 또는 약한 초전하와 같은 다른 양을 지칭하는 데에도 사용되는데, 이 문서에서는 페르미온이 Z보손에 결합하는 벡터의 정도(즉, 약한 중성 흐름의 결합 강도)를 측정하는 양으로 약한 전하를 사용한다.
경험적 공식.
2017년 측정값에 따르면 양성자의 약한 전하는 이다.
약한 전하는 원자핵에서 합산될 수 있으므로, Cs (양성자 55개, 중성자 78개)에 대해 예측되는 약한 전하는 55×(+0.0719) + 78×(−0.989) −73.19이며, 패리티 위반 전자 산란 측정에서 실험적으로 결정된 값은 −72.58이다.
최근 연구에서는 네 가지 짝수 동위 원소 이터븀을 사용하여 약한 전하에 대한 다음 공식을 시험했다. 여기서 은 중성자 수를, 는 양성자 수를 나타낸다. 이 공식은 Yb, Yb, Yb, Yb를 사용하여 0.1% 정확도로 일치하는 것으로 나타났다.