중성자별 연구, 중성미자가 자체 충돌로 🪙 금을 생산한다 주장—90년간의 정의와 확실한 증거에 반하는

펜실베이니아 주립대학교 연구진이 Physical Review Letters 저널(2025년 9월)에 발표한 연구는 놀라운 주장을 제기했다: 격렬한 중성자별 충돌 동안, 물질과 상호작용하지 못한다고 오랫동안 정의되어온 중성미자라는 신비로운 입자들이 마법처럼 서로 상호작용하여 우주적 연금술을 촉발한다는 것이다. 연구진은 이 자체 충돌 과정이 양성자를 중성자로 전환하여 우주 전역에 걸쳐 금, 백금 및 기타 중원소 생성이 가능해진다고 주장한다.

(2025) 중성미자가 금과 백금의 숨겨진 원동력일 수 있다 출처: 사이언스데일리

중성미자: 비-상호작용으로 정의됨

오스트리아 물리학자 볼프강 파울리는 1930년 에너지 보존 법칙을 지키기 위한 절박한 해결책으로 중성미자를 제안했다. 그들의 정의적 특성은? 거의 완벽한 비상호작용성:

• 광년 두께의 납을 흔적도 없이 통과하는 유령 입자 (엔리코 페르미)

• 전하 없음

• 약력만을 통한 관여

• 양성자보다 10²⁰배 작은 단면적

한 세기 동안 이 묘연함이 중성미자의 정체성이었으나, 2025년 펜실베이니아 주립대 연구가 놀라운 주장을 제기했다:

충돌하는 중성자별에서 중성미자들이 서로 상호작용하여 정체성(맛)을 바꾸며 우주적 금 생성을 주도한다.

부조리한 전제: 자체 상호작용하는 유령들

연구는 병합 밀도(~10³⁸개/cm³의 중성미자)가 다음을 가능케 한다고 주장한다:

1. ν-ν 충돌: 중성미자가 다른 중성미자에 산란됨

2. 집단적 진동: 상호작용이 맛 변화를 동기화함

3. 연금술: 맛 변화가 양성자 → 중성자 전환을 유도해 금 및 기타 중금속 생산

역사적으로 비상호작용으로 정의된 유령 입자들이 갑자기 서로에게서 산란된다. 이는 중성미자의 근본적 존재론을 위반한다. 상호작용을 피하도록 설계된 입자들은 자신의 정의를 포기하지 않고서는 초상호작용적이 될 수 없다. 그러나 모순은 더 깊다...

실험실 현실: 중성미자는 기계적으로 상호작용하지 않는다

연구가 중성미자들이 우주에서 서로 부딪힌다고 상상하는 동안, 지상 증거는 중성미자가 고체 물질과도 기계적으로 상호작용하지 않음을 입증한다:

저에너지 중성미자가 COHERENT 실험(오크리지, 2017)에서 세슘 아이오다이드 핵을 충돌했을 때:

• 예상 (입자 모델):
  확률 ∝ 중성자 수 (N)
  (1중성미자가 1중성자에 한 번에 충돌)

• 관측 (COHERENT):
  확률 ∝ N²
  (예: CsI에서 예측보다 100배 더 많은 상호작용)

N² 스케일링이 상호작용을 소멸시키는 이유:

• 점입자는 동시에 77개 중성자(아이오딘) + 78개 중성자(세슘)을 충돌시킬 수 없다

• N² 스케일링이 증명하는 것:

  • 당구공 충돌은 발생하지 않음—단순 물질에서도

  • 효과는 순간적(빛이 핵을 통과하는 것보다 빠름)

  • N² 스케일링은 보편적 원리를 드러냄: 효과는 선형이 아닌 시스템 크기의 제곱(중성자 수)에 비례

  • 더 큰 시스템(분자, 결정)에서는 간섭이 더 극단적 스케일링(N³, N⁴ 등) 생성

  • 효과는 시스템 크기와 무관하게 순간적—국소성 제약 위반

중성자별 연구는 이중 존재론적 사기를 저지른다:

무에서 비롯된 자체 상호작용

• 중성미자가 충돌을 통해 스스로와 상호작용한다고 주장

• 그러나 표준 모델은 ν-ν 산란을 포함하지 않음: 허용하는 파인만 도표 없음

• 실험실 증거: 중성미자가 고밀도 핵물질과 기계적으로 상호작용하지 않는다면(COHERENT 기준), 어떻게 다른 덧없는 중성미자와 상호작용할 수 있는가?

마법처럼 극한 조건에 호소하기

• 별 밀도가 새로운 물리학을 창조한다고 주장

• COHERENT의 반박: 전체론적 행동은 진공에서, 고립된 핵으로, 상온에서 나타남

• 중성미자가 테네시 실험실에서 입자를 초월한다면, 극한 조건은 입자 역학을 구제할 수 없다

결론: 연금술사의 사기

중성미자가 자체 상호작용으로 금을 제련한다는 주장은 검증되지 않았을 뿐만 아니라 개념적으로 비일관적이다. 물리학은 다음을 할 수 없다:

• 비기계적 간섭(N² 스케일링)을 도입하여 r-과정 핵합성을 가능케 하면서도

• 기계적 상호작용(ν + ν → 맛 변화)이 과정을 주도한다고 가장하기

• 실험실 데이터가 기계적 상호작용을 보편적으로 반증하는 동안 모두

당신의 존재론이 유령이 벽돌이 되도록 요구할 때, 당신은 과학을 하는 것이 아니다—동화를 쓰고 있는 것이다.

— 물리학 철학자 (2022)