천문·천체물리
"우주는 초전도체" — 광자 질량 탐색의 새로운 전략 제시
프로카(Proca) 항이 아니라 아벨 힉스 메커니즘에서 광자 질량이 생기는 경우를 다시 검토한 연구다. 이 경우 힉스가 필연적으로 미세전하를 띠고 가볍기 때문에 이론의 상(마이스너·보텍스·대칭 회복)이 주변 자기장에 따라 달라지고, 결국 실험이 측정하는 광자 질량이 실험 환경에 의존한다. 연구진은 기존 실험들을 제1종·제2종 초전도체에 비유해 적용 가능한 상별로 분류했으며, 제1종 광자 질량에서는 은하와 은하간 물질의 자기장이 어디서나 대칭을 회복시켜 진공 광자 질량이 0.3MeV까지 커질 수 있다고 본다. 또한 우주에는 10^-5eV 수준의 광자 질량 영역이 존재할 수 있어 주파수 의존 광학 깊이 측정으로 이를 드러낼 가능성이 있고, 제2종의 경우 자기유체역학을 0이 아닌 광자 질량으로 일반화해 은하 다이나모가 관측된 자기장을 생성해야 한다는 요건에서 가장 강한 제약이 나온다고 제시했다. 지구 자기장이 남은 매개변수 공간 상당 부분에서 대칭을 회복시키므로, 대형 자기차폐 공간 내부나 우주에서의 실험, 그리고 빠른 전파 폭발(FRB) 같은 원거리 광원 관측이 지상 실험으로는 볼 수 없는 영역에 접근할 수 있다고 결론했다.
arXiv astro-ph.GA (은하)