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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


'물리 블로그'에 해당되는 글 26건

  1. 2009.02.14 인공위성 간 충돌(6)
  2. 2009.02.04 상장 받았어요 :)(2)
  3. 2009.02.01 UHECR의 물리 - extensive air shower(1)

인공위성 간 충돌

780km 상공에서 러시아 미국 인공위성 충돌
인공위성이 충돌한 건 이번이 처음

1957년 옛 소련의 스푸트니크 1호가 발사된 이후 지금까지 6000개의 인공위성이 발사돼 현재 3000개 정도가 활동하고 있다. 사진제공 미국항공우주국(NASA)



더사이언스 2월 12일자 기사인데 이제서야 봤네요. 저는 이 그림이 참 인상적이었는데요. 6000개 정도 발사해서 현재 사용하는 것은 그 절반 정도라고 하니 정말... 저 하얀 점들이 다 위성인거지요. 그러니 밤하늘을 올려다보면 밝은 별은 인공위성이 아닐까 먼저 의심하게 되고요. ㅎㅎ

이렇게 많은 인공위성이 떠있는데 사고가 많지 않은것이 오히려 신기하지요. 노후화되어서 쓰이지 않는 것들도 있을텐데 말이에요. 사실 전 이 우주 쓰레기들이 좀 수거되어야 한다고 생각해요. 어느 SF 영화나 만화처럼 나중에는 위성하나 더 띄울 공간이 없이 빽빽하게 될 것 같거든요. 수거 방법이라든가 비용이라든가 그런 것을 고려해보아야겠지만요. ;)

그나저나 7.8km/s라면 어마어마한 속도인데 다른 것들에 피해가 없어야 할텐데 말예요. 흐음~
사진출처 : 더사이언스



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Comment 6 Trackback 1
  1. 덱스터 2009.02.14 20:12 신고 address edit & delete reply

    오오....

    잘만 하면 인공적인 달을 볼 수 있을지도...

    (인공위성의 희생으로)

    • cosmic-ray 2009.02.14 20:59 신고 address edit & delete

      ㅎㅎ 저는 그래서 너무 밝게 빛나는 별이 있으면 그저 인공위성이겠거니라고 생각하고 넘어가요. 믿을 수가 있어야 말이죠~ ;)

  2. presii 2009.02.14 20:46 신고 address edit & delete reply

    엄청나군요...^^;;;
    수거하는 작업도 만만치 않을 것 같아요...수작업으로 할 수도 없고...;;;

    • cosmic-ray 2009.02.14 21:00 신고 address edit & delete

      네, 이렇게 많은 줄은 몰랐어요. 100년, 200년 후에는 너무 빽빽해져서 더 이상 인공위성을 띄울 궤도가 없는 날이 올 것만 같아요. 뿌린 자들이 알아서 거둬야할텐데 말이에요...

  3. 푸른하늘이 2009.02.15 00:14 신고 address edit & delete reply

    총 13,000개 정도라고 알고 있다는... 쓰레기까지 합쳐서요~~~

    • cosmic-ray 2009.02.15 00:32 신고 address edit & delete

      네, 제가 본 기사에는 6천개라고 나와서 안 그래도 뭐가 맞는건가 생각하고 있었어요. 정말 많긴 많아요. 근데 저는 링크타고 넘어갔는데도 그것이 안 보이네요 ㅠㅠ 제 컴이 뭐가 이상한가봐요. ㅠㅠ

      반갑습니다. 푸른하늘이님. 종종 들러서 구경할게요. 푸른하늘이님도 가끔 놀러오세요. :)

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상장 받았어요 :)

호호호 이게 얼마만에 학교에서 받는 상장인지 모르겠네요. 별건 아니고 지난 번 BK21 동계 워크샵에서 우수발표로 상 받았답니다. 이 상이란 것도 사실 저는 조금 부끄럽지만 그룹별로 적당히 나눠주는 것이라 저희 그룹은 워낙 이번에 발표한 사람도 적고 하하;;; 그래도 오랜만에 상장이라는 것을 손에 쥐니 신기하긴 하네요. 헤헤

김은규 교수님은 이 좋은 기회가 마지막이라 역시 아쉽다 하시며 2단계 진입 실패에 대한 자조의 말씀을 하셨습니다. 그리고 앞으로 연구도 열심히 하라고요.

네네 다음에는 부끄럽지 않게 열심히 공부해야겠습니다. :)

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Comment 2 Trackback 0
  1. 조광현 2009.02.05 10:49 신고 address edit & delete reply

    어이 좋겠다. 고생 끝에 낙이 오는구나. 수고했네.

    • cosmic-ray 2009.02.05 12:12 신고 address edit & delete

      아직 고생은 덜했고 낙도 오려면 orz 열심히 하면 우리 동기 조박사랑 어깨를 나란히 할 날이 오갔지. ㅋ 고맙다 친구야~

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UHECR의 물리 - extensive air shower

초고에너지의 우주입자가 지구 대기로 들어오게 되면 어떤 일이 일어날까요? 어떤 현상을 어떻게 관측할 수 있다는 것인지 궁금하지 않으세요? ^^

오늘은 UHECR의 물리에 대해서 이야기 할 생각입니다. 그 중에서도 우주 입자가 대기에 들어왔을 때 일어나는에 대해서 설명할게요.

지구 대기는 지구에 존재하는 생명체의 생존에 필수적인 산소뿐만이 아니라 다양한 것들이 섞여 있다고 배웠습니다. 기억을 더듬어 보면 질소, 산소. 아르곤, 이산화탄소, 수증기 등이 공기를 이루고 있습니다. 높은 에너지를 가지고 있는 우주 입자(UHECR)는 지구 대기로 들어오면서 이러한 분자들과 충돌을 피할 수 없습니다.

이 충돌로 인해 생긴 2차 입자는 역시나 에너지가 높아 또 다시 대기의 다른 분자와 충돌하여 새로운 입자를 생성하게 되고 이 과정이 반복적으로 진행되어 마치 폭포수처럼 그 줄기가 증가하게 됩니다. 이 모습이 샤워기에서 물줄기가 떨어지는 것과 비슷하다 하여 extensive air shower라고 부릅니다.




수많은 2차 입자들이 생성되는 과정은 크게 둘로 볼 수 있습니다. 강입자가 생성되는 과정과 전자기입자가 생성되는 과정입니다. 입자의 분류에 대해서는 LHC 에 대한 글을 쓸 때 언급하였으니 그 글을 봐주세요.

우주 입자를 양성자라고 가정해보아요. 에너지가 큰 양성자가 지구 대기에 들어오면서 대기 상층부에 있던 질소와 충돌을 합니다. 이 과정에서 가장 많이 생성되는 입자는 파이온(pion)이라는 강입자입니다.

파이온은 전하의 종류에 따라 세 가지가 있는데 전하를 갖고 있는 파이온은 붕괴 시간이 그래도 조금 길어서 붕괴하기 전에 다른 입자와 충돌하여 또 다른 입자를 생성하고 이 과정이 계속 반복됩니다. 이와 같은 과정을 통해 생긴 것을 'hadronic shower'라고 합니다.

중성의 파이온의 경우에는 다른 입자와 충돌하기 전에 광자를 내면서 붕괴해 버립니다. 이 광자는 에너지가 매우 높기 때문에 전자와 양전자 쌍을 만들어 내고 이것은 또 다시 광자로 변하기도 합니다. 이런 과정이 반복되어 shower가 형성되고 이를 'electromagnetic shower'라고 부릅니다.

다 똑같이 EAS인데 반응 과정의 특징으로 이름을 나누어 부른 것 뿐이니 너무 복잡하게는 생각하지 마시고 아 그냥 처음에 들어온 우주 입자 때문에 2차입자가 생기고 이것이 또 다른 입자를 만들어 내어 결국에는 폭포수처럼 입자가 쏟아져 내린다고 생각하시면 됩니다. :)




또한 이렇게 생기는 광자 말고도 이 과정 중에 빛이 나오게 됩니다. fluorescence light이라고 부르는 것입니다. 에너지가 높은 입자가 대기 중 분자를 때리면 이 분자는 에너지를 얻고 들뜨게 되죠. 모든 것은 안정된 상태를 유지하기를 좋아하니 들뜬 입자는 원래의 상태로 가려고 할 겁니다. 그러면서 받은 에너지만큼을 fluorescence light이라고 부르는 자외선 영역대의 빛으로 내보내게 됩니다.

첫 시작은 단지 하나의 양성자였지만 지상에서 관측하게 된다면 수많은 입자들이 광범위한 영역에 떨어지는 것으로 보입니다. 그리고 대기 중에서는 그 때 발생한 빛이 있겠지요. 이런 것들을 관측하는 것이 UHECR을 관측한다,라고 말하는 일인 것입니다. 이러한 현상을 관측하는 방법과 원리, surface detector(SD)와 fluorescence detectro(FD)에 대해서는 다음 번에 다루도록 하겠습니다.

바로 다음 포스팅은 오늘 이야기하지 못한 UHECR의 물리 2탄!

우주 입자가 광할한 우주 공간을 날아오면서 생길 수 밖에 없는 일에 대해 이야기해 보아요.:)


*이미지출처
지구대기그림
http://www.williamsclass.com/EighthScienceWork/Atmosphere/EarthsAtmosphere.htm
EAS 그림 http://www.telescopearray.com/outreach/detect2.php



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Comment 1 Trackback 0
  1. StarLight 2011.01.30 18:07 address edit & delete reply

    QED 상호작용 이군요 :D

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