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작성일 : 17-11-03 22:59
[과학이론] 입자물리학으로 피라미드속 '비밀 공간' 찾았다
 글쓴이 : 다잇글힘
조회 : 3,316  






222.jpg


















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여기서 뮤온 입자 검출은 사진건판의 일종인 Nuclear Emulsion (핵건판)을 이용한 것으로 필름에 감광된 흔적(궤적) 정보를 얻어서 어떤 입자가 어느 방향에서 왔는지를 판별하는 것입니다. 저 건판을 피라미드내 일정한 위치에 주욱 깔아서 확인하는거죠.입자를 검출하는 가장 오래된 방식입니다. 

20세기에 발견된 소립자들의 상당수들이 사실 저와 같은 방식으로 주로 기구에 탑재 고층대기로 띄워서 확인했습니다. 가속기를 이용해서 원자핵을 충돌시키는 식으로 보다 작은 입자를 찾아내는 방법이 사용되기 이전까지는 새로운 입자들의 상당수가 우주선(Cosmic Ray)에 의해 생성된 부산물들을 통해 알아냈습니다. 여기서 사용된 뮤온입자도 그런식으로 발견되었죠. 뮤온( μ)과 마찬가지로 케이온(κ)이나 파이온(π)등도 우주선을 통해 생성되지만 수명이 짧아서 지상까지는 거의 뮤온만 도달합니다. 뉴트리노(ν)는 저런 수준으로는 검출이 아예 안되고. 

사실 충돌도 한두차례로 끝나는게 아니라 대략 평균 10여차례정도 이루어집니다. 이 과정에서 질소(N)와 중성자가 반응. 탄소 14가 만들어지기도 하는데 우리가 익히 아는 탄소연대측정을 할때 바로 이 탄소14를 활용합니다. 대부분이 이 우주선을 통해 생성되고 그 생성비율이 시간에 따라 변하지 않고 일정하고 반감기가 5730년정도 되기 때문에 일상적인 탄소순환과정하에서는 탄소12와 탄소14의 비가 일정하게 되는 것입니다. 땅속에 묻힐 경우 이 비가 깨지고 이걸로 연대를 추론할 수 있죠. 

참고로 우주로부터 날아와 지구 대기 상층부에 도달하는 우주선의 90퍼센트는 양성자입니다. 나머지 90퍼센트는 알파입자(헬륨원자핵)이고 1퍼센트정도만이 헬륨보다 무거운 원자핵들입니다. 그리고 우주선 소스의 대부분은 태양계밖 우리 은하계내나 아니면 아예 우리 은하밖입니다. 


cosmicray600.gif

cosmicray1.jpg

1212.jpg




뮤온은 지상에 도달하는 가장 대표적인 2차 우주선입자로서 구식 입자검출기로도 쉽게 검출할 수 있습니다. 규모가 작고 간단한 대표적인 검출기 몇개를 소개를 해드리자면... 

-- 안개상자 (Cloud Chamber) : 비행운이 생성되는 것과 비슷합니다. 과포화된 알코올에 하전된 입자(뮤온같은)가 지나가면서 주변을 순간적으로 이온화시켠서 응결핵을 만드는거죠. 안개상자로 가장 많이 관측되는건 일상적으론 라돈가스에 의해 방출된 알파붕괴하고 뮤온과 뮤온의 베타붕괴와 관련된 항적





-- 방전상자 (Spark Chamber) : 판대기 사이의 절연파괴 현상을 이용한 검출기입니다. 





-- 도선상자 (Wire Chamber) : 방전상자의 업그레이드형. 이건 기판에 배열화된 전선을 깔아서 보다 자세하게 궤적을 보여줄 수 있습니다. 방전상자에 비해 노이즈 요소가 덜하죠. 




-- 그리고 이건 검출기는 아니지만 방전상자나 도선상자의 절연파괴와 관련해서 이해하는데 도움이 될만한것 같아서 소개를 하는건데.. 로켓과 그에 딸려 날아가는 구리선 역할을 각각 뮤온입자와 뮤온입자에 의해 순간적으로 이온화된 기체가 하는 것입니다.














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