우주 적 물리학 도 레이 의 연구실 : : ' 우주 입자 ' 태그 의 글 목록 
 ' 우주 입자 ' 에 해당 되 는 글 2 건 
 2009 . 02 . 01 UHECR 의 물리 - extensive air shower ( 1 ) 
 2009 . 01 . 24 cosmic ray ( 우주 입자 ) ( 4 ) 
 UHECR 의 물리 - extensive air shower 
 나 , 물리 하 는 여자 야 | 2009 . 02 . 01 20 : 31 
 초고 에너지 의 우주 입자 가 지구 대기 로 들어오 게 되 면 어떤 일 이 일어날까요 ? 어떤 현상 을 어떻게 관측 할 수 있 다는 것 인지 궁금 하 지 않 으세요 ? ^^ 
 오늘 은 UHECR 의 물리 에 대해서 이야기 할 생각 입니다 . 그 중 에서 도 우주 입자 가 대기 에 들어왔 을 때 일어나 는 에 대해서 설명 할게요 . 
 지구 대기 는 지구 에 존재 하 는 생명체 의 생존 에 필수 적 인 산소 뿐 만 이 아니 라 다양 한 것 들 이 섞여 있 다고 배웠 습니다 . 기억 을 더듬 어 보 면 질소 , 산소 . 아르곤 , 이산화 탄소 , 수증기 등 이 공기 를 이루 고 있 습니다 . 높 은 에너지 를 가지 고 있 는 우주 입자 ( UHECR ) 는 지구 대기 로 들어오 면서 이러 한 분자 들 과 충돌 을 피할 수 없 습니다 . 
 이 충돌 로 인해 생긴 2 차 입자 는 역시 나 에너지 가 높 아 또 다시 대기 의 다른 분자 와 충돌 하 여 새로운 입자 를 생성 하 게 되 고 이 과정 이 반복 적 으로 진행 되 어 마치 폭포수 처럼 그 줄기 가 증가 하 게 됩니다 . 이 모습 이 샤워기 에서 물줄기 가 떨어지 는 것 과 비슷 하 다 하 여 extensive air shower 라고 부릅니다 . 
 수많 은 2 차 입자 들 이 생성 되 는 과정 은 크 게 둘 로 볼 수 있 습니다 . 강입자 가 생성 되 는 과정 과 전자기 입자 가 생성 되 는 과정 입니다 . 입자 의 분류 에 대해서 는 LHC 에 대한 글 을 쓸 때 언급 하 였으니 그 글 을 봐 주 세요 . 
 우주 입자 를 양성자 라고 가정 해 보 아요 . 에너지 가 큰 양성자 가 지구 대기 에 들어오 면서 대기 상층부 에 있 던 질소 와 충돌 을 합니다 . 이 과정 에서 가장 많이 생성 되 는 입자 는 파이온 ( pion ) 이 라는 강입자 입니다 . 
 파이온 은 전하 의 종류 에 따라 세 가지 가 있 는데 전하 를 갖 고 있 는 파이온 은 붕괴 시간 이 그래도 조금 길 어서 붕괴 하 기 전 에 다른 입자 와 충돌 하 여 또 다른 입자 를 생성 하 고 이 과정 이 계속 반복 됩니다 . 이 와 같 은 과정 을 통해 생긴 것 을 ' hadronic shower ' 라고 합니다 . 
 중성 의 파이온 의 경우 에 는 다른 입자 와 충돌 하 기 전 에 광자 를 내 면서 붕괴 해 버립니다 . 이 광자 는 에너지 가 매우 높 기 때문 에 전자 와 양전자 쌍 을 만들 어 내 고 이것 은 또 다시 광자 로 변하 기 도 합니다 . 이런 과정 이 반복 되 어 shower 가 형성 되 고 이 를 ' electromagnetic shower ' 라고 부릅니다 . 
 다 똑같이 EAS 인데 반응 과정 의 특징 으로 이름 을 나누 어 부른 것 뿐 이 니 너무 복잡 하 게 는 생각 하 지 마시 고 아 그냥 처음 에 들어온 우주 입자 때문 에 2 차 입자 가 생기 고 이것 이 또 다른 입자 를 만들 어 내 어 결국 에 는 폭포수 처럼 입자 가 쏟아져 내린다고 생각 하 시 면 됩니다 . : ) 
 또한 이렇게 생기 는 광자 말 고 도 이 과정 중 에 빛 이 나오 게 됩니다 . fluorescence light 이 라고 부르 는 것 입니다 . 에너지 가 높 은 입자 가 대기 중 분자 를 때리 면 이 분자 는 에너지 를 얻 고 들뜨 게 되 죠 . 모든 것 은 안정 된 상태 를 유지 하 기 를 좋아하 니 들뜬 입자 는 원래 의 상태 로 가 려고 할 겁니다 . 그러 면서 받 은 에너지 만큼 을 fluorescence light 이 라고 부르 는 자외선 영역 대 의 빛 으로 내보내 게 됩니다 . 
 첫 시작 은 단지 하나 의 양성자 였 지만 지상 에서 관측 하 게 된다면 수많 은 입자 들 이 광범위 한 영역 에 떨어지 는 것 으로 보입니다 . 그리고 대기 중 에서 는 그 때 발생 한 빛 이 있 겠 지요 . 이런 것 들 을 관측 하 는 것 이 UHECR 을 관측 한다 , 라고 말 하 는 일 인 것 입니다 . 이러 한 현상 을 관측 하 는 방법 과 원리 , surface detector ( SD ) 와 fluorescence detectro ( FD ) 에 대해서 는 다음 번 에 다루 도록 하 겠 습니다 . 
 바로 다음 포스팅 은 오늘 이야기 하 지 못한 UHECR 의 물리 2 탄 ! 
 우주 입자 가 광할 한 우주 공간 을 날아오 면서 생길 수 밖 에 없 는 일 에 대해 이야기 해 보 아요 . :) 
 * 이미지 출처 
 지구 대기 그림 http : / / www . williamsclass . com / EighthScienceWork / Atmosphere / EarthsAtmosphere . htm 
 EAS 그림 http : / / www . telescopearray . com / outreach / detect 2 . php 
 UHECR 을 찾 아서 ( 1 ) 
 cosmic ray ( 우주 입자 ) ( 4 ) 
 EAS , extensive air shower , TA , Telescope Array 실험 , UHECR , 물리 , 물리 블로그 , 우주 입자 , 초고 에너지 우주 입자 
 StarLight 2011 . 01 . 30 18 : 07 
 QED 상호 작용 이 군요 : D 
 cosmic ray ( 우주 입자 ) 
 나 , 물리 하 는 여자 야 | 2009 . 01 . 24 17 : 39 
 지난 번 에 세 차례 에 걸쳐 LHC 실험 에 관해서 이야기 를 했 습니다 . 지난 학기 콜로 퀴움 을 듣 고 과제 로 제출 했 던 것 이 라 시의 성 은 좀 떨어지 지만 차분 하 게 공 을 들여서 쓸 수 있 었 던 글 이 죠 . 사실 그런 글 을 쓰 고 싶 어서 블로그 를 열 었 어요 . 가능 하 다면 잘못 된 정보 를 바로잡 고 어렵 기 만 해서 멀리 하 고 싶 은 이야기 를 쉽 게 전달 할 수 있 었 으면 좋 겠 다 , 는 것 이 제 생각 이 었 죠 . 
 그래서 이번 에 는 제 가 참여 하 고 있 는 실험 과 관련 된 이야기 를 전해 드릴까 합니다 . 
 그것 은 바로 ! Telescope Array 실험 ! 
 지난 해 에 큰 이야깃거리 가 되 었 던 LHC 와 는 다르 게 아 는 분 이 적 을 것 이 라고 생각 해요 . TA 실험 은 우주 로부터 날아들 어 오 는 초고 에너지 우주 입자 ( Ultra - High Energy Cosmic Ray ) 를 관측 하 기 위한 실험 입니다 . ( 실험 에 대한 전체 적 인 설명 은 다음 에 . ..) 오호호 , 제 가 블로그 도메인 을 정할 때 지대 한 영향 을 끼쳤 죠 . 
 그러 면 cosmic ray 가 무엇 인지 , 무엇 을 초고 에너지 라 칭하 는지 먼저 알 아야 겠 죠 ? 
 물리학 용어 집 에서 보 면 우주선 , 우주살 로 부르 는 것 으로 약속 하 고 있 는데 ' 우주 입자 ' 가 좀 더 정확 한 표현 인 것 같 아요 . 선 이나 살 은 연속 적 인 어떤 흐름 의 느낌 이 나 는데 실제로 는 입자 가 들어오 는 것 이 라서 말 이 죠 . cosmic ray 는 우주 로부터 지구 로 들어오 는 입자 들 을 통칭 하 는 말 입니다 . 양성자 , 원자핵 , 전자 등 등등 요 . 
 지금 까지 관측 한 바 로 는 그 에너지 영역 대 도 넓 습니다 . 다양 한 에너지 를 가진 입자 들 이 들어오 고 있 다는 이야기 인데요 . 비교 적 낮 은 에너지 의 우주 입자 들 에 대한 연구 는 상대 적 으로 용이 하 여 다양 한 논의 들 이 오 고 갔 습니다 . 
 제 가 상대 적 으로 용이 하 다고 한 것 에 는 이유 가 있 는데요 , 에너지 스펙트럼 을 보 면 입자 의 에너지 가 높 을수록 flux 가 줄어드 는 경향 이 보이 기 때문 입니다 . 즉 확률 적 으로 관측 하 기 가 힘들 다 , 는 이야기 가 되 지요 . 
 그림 과 같이 에너지 가 10 ^ 18 eV 이상 이 면 1 제곱 킬로미터 당 1 년 에 한 개 의 입자 를 관측 할 수 있 을까 말 까한 수준 이 됩니다 . 
 이렇게 10 ^ 18 eV 가 넘 는 높 은 에너지 를 갖 는 우주 입자 를 ultra - high energy cosmic ray , 줄여서 UHECR 이 라고 합니다 . UHECR 은 관측 이 어렵 기 때문 에 지금 까지 축적 한 데이터 가 상대 적 으로 매우 적 어요 . 더 많 은 데이터 를 얻 기 위해서 는 실험 규모 를 키우 고 오랜 시간 동안 실험 을 수행 하 여야 합니다 . 
 자 , 그럼 이제 는 cosmic ray 가 무엇 인지 , UHECR 가 무엇 인지 아 시 겠 죠 ? 
 글 이 너무 길 어 지 면 재미 가 없 으니 일단 짧 게 마치 겠 어요 . 다음 포스팅 에 는 그동안 있 었 던 실험 들 이 어떤 것 들 이 있 는지 와 TA 실험 에 대한 설명 을 할게요 . 
 연휴 잘 보내 시 고 새해 복 많 ~ 이 받 으세요 . :) 
 * 이미지 출처 는 http : / / science . nasa . gov / headlines / y 2000 / ast 10 jul _ 1 . htm 입니다 . 
 cosmic ray , TA , Telescope Array 실험 , UHECR , ultra - high energy cosmic ray , 물리 , 물리 블로그 , 우주 입자 
 Seldon 2009 . 01 . 28 11 : 37 신고 
 ' 우주 입자 ' 가 더 정확 한 표현 이 군요 . ^^ 우주 입자 님 도 새해 에 행복 하 세요 ~ 
 cosmic - ray 2009 . 01 . 28 13 : 20 신고 
 넹 , 우주 입자 라고 하 는 게 맞 는 것 같 아요 . ^^ 그리고 seldon 님 블로그 에 도 남겼 지만 그냥 레이 라고 불러 주 세요 ~ 즐거운 하루 되 세요 ! 
 Seldon 2009 . 01 . 28 21 : 49 신고 
 cosmic - ray 2009 . 01 . 28 23 : 36 신고