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우주적 물리학도 레이의 연구실

우주적 물리학도가 되고 싶은 레이의 물리블로그입니다. 물리이야기도 쉽게 소통할 수 있다는 믿음의 끈을 꼭 쥐고 있습니다. by cosmic-ray


cosmic ray (우주 입자)

지난 번에 세차례에 걸쳐 LHC 실험에 관해서 이야기를 했습니다. 지난 학기 콜로퀴움을 듣고 과제로 제출했던 것이라 시의성은 좀 떨어지지만 차분하게 공을 들여서 쓸 수 있었던 글이죠. 사실 그런 글을 쓰고 싶어서 블로그를 열었어요. 가능하다면 잘못된 정보를 바로잡고 어렵기만 해서 멀리하고 싶은 이야기를 쉽게 전달할 수 있었으면 좋겠다,는 것이 제 생각이었죠.

그래서 이번에는 제가 참여하고 있는 실험과 관련된 이야기를 전해드릴까 합니다.

그것은 바로! Telescope Array 실험!

지난 해에 큰 이야깃거리가 되었던 LHC와는 다르게 아는 분이 적을 것이라고 생각해요. TA 실험은 우주로부터 날아들어오는 초고에너지 우주입자(Ultra-High Energy Cosmic Ray)를 관측하기 위한 실험입니다. (실험에 대한 전체적인 설명은 다음에...) 오호호, 제가 블로그 도메인을 정할 때 지대한 영향을 끼쳤죠.

그러면 cosmic ray가 무엇인지, 무엇을 초고에너지라 칭하는지 먼저 알아야겠죠?


cosmic ray :

물리학 용어집에서 보면 우주선, 우주살로 부르는 것으로 약속하고 있는데 '우주 입자'가 좀 더 정확한 표현인 것 같아요. 선이나 살은 연속적인 어떤 흐름의 느낌이 나는데 실제로는 입자가 들어오는 것이라서 말이죠. cosmic ray는 우주로부터 지구로 들어오는 입자들을 통칭하는 말입니다. 양성자, 원자핵, 전자 등등등요.

지금까지 관측한 바로는 그 에너지 영역대도 넓습니다. 다양한 에너지를 가진 입자들이 들어오고 있다는 이야기인데요. 비교적 낮은 에너지의 우주 입자들에 대한 연구는 상대적으로 용이하여 다양한 논의들이 오고 갔습니다.

제가 상대적으로 용이하다고 한 것에는 이유가 있는데요, 에너지 스펙트럼을 보면 입자의 에너지가 높을수록 flux가 줄어드는 경향이 보이기 때문입니다. 즉 확률적으로 관측하기가 힘들다,는 이야기가 되지요.

energy spectrum of cosmic rays



그림과 같이 에너지가 10^18 eV 이상이면 1 제곱킬로미터당 1년에 한 개의 입자를 관측할 수 있을까 말까한 수준이 됩니다.

이렇게 10^18 eV가 넘는 높은 에너지를 갖는 우주 입자를 ultra-high energy cosmic ray, 줄여서 UHECR이라고 합니다. UHECR은 관측이 어렵기 때문에 지금까지 축적한 데이터가 상대적으로 매우 적어요. 더 많은 데이터를 얻기 위해서는 실험 규모를 키우고 오랜 시간동안 실험을 수행하여야 합니다.

자, 그럼 이제는 cosmic ray가 무엇인지, UHECR가 무엇인지 아시겠죠?

글이 너무 길어지면 재미가 없으니 일단 짧게 마치겠어요. 다음 포스팅에는 그동안 있었던 실험들이 어떤 것들이 있는지와 TA 실험에 대한 설명을 할게요.


연휴 잘 보내시고 새해 복 많~이 받으세요. :)



*이미지출처는 http://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast10jul_1.htm입니다.



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Comment 4 Trackback 0
  1. Seldon 2009.01.28 11:37 신고 address edit & delete reply

    '우주 입자'가 더 정확한 표현이군요.^^ 우주 입자님도 새해에 행복하세요~

    • cosmic-ray 2009.01.28 13:20 신고 address edit & delete

      넹, 우주입자라고 하는게 맞는 것 같아요. ^^ 그리고 seldon님 블로그에도 남겼지만 그냥 레이라고 불러주세요~ 즐거운 하루 되세요!

    • Seldon 2009.01.28 21:49 신고 address edit & delete

      레이님, 물리 용어를 한글로 옮기는 버릇이 있다보니 그렇게 됐습니다-_-;; 그럼 안녕히계세요...^^

    • cosmic-ray 2009.01.28 23:36 신고 address edit & delete

      헙 싫다는게 아니었어요~ --;; 그냥 제 별명이 레이라 ㅋㅋ

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