ANITA : 초고에너지 뉴트리노 검출실험

이코노미스트지에 흥미로운 실험이 소개되어 있다.

이코노미스트 Balloon with a view Dec 6th 2014

우주에서는 이따금씩 초고에너지 양성자빔이 날아오고는 하는데, 드물게는 오-마이-갓 입자-_-와 같은 초초초초 고에너지 양성자도 날라오기도 한다.

이러한 고에너지 입자의 기원은 대략 불분명한데, 전하를 가진 입자는 전자기력에 의해 방향이 휘기 때문에 날아오는 방향도 비교적 불규칙적인 듯. 그래서 전기적으로 중성이면서도 강한 핵력에 의해 영향을 받지 않는 초고에너지 뉴트리노를 검출하여 방향을 추적하려는 시도가 남극에서 이루어지는 모양이다. 이름하여 Antarctic Impulse Transient Antenna라는 장비인데, 줄여서 ANITA라 부르고 있다. 장비이름이 여자이름이다보니 이코노미스트 기사에서도 대명사를 she로 쓰고 있다.

대체 어떻게 초고에너지 뉴트리노를 검출할까? 상대성이론에 의해 질량을 가진 물체는 진공중의 광속을 넘을 수 없지만, 매질을 통과하여 속도가 낮아진 광속을 돌파하는 것은 가능한데, 이 때 나오는 복사가 Cherenkov radiation이라고 한다. 초고에너지 뉴트리노가 광속을 돌파하며 내는 체렌코프 방사를 검출하는 것이다.

이런 뉴트리노는 1제곱킬로미터당 100년에 한 번 꼴로 발생하는데, 남극의 얼음 규모를 고려하면 하루 40회 정도 일어난다고 한다. 남극의 안정적인 소용돌이 기류를 타고 올라간 거대 벌룬에 장비를 매달아 날리는 모양이다. 근데 왜 얼음으로 실험을 해야하는지는 모르겠음. 수일 이내에 이 ANITA를 날릴 예정이라고 한다.

이 실험은 천체물리학자만 관심이 있는 것은 아니다. 현재 LHC에서 만들 수 있는 입자보다 훨씬 고에너지의 입자가 관측될 수 있다. 이러한 초고에너지 입자는 때로는 소규모 블랙홀과 비슷하다고 한다. (아마 초거대 질량이 좁은 곳에 밀집되어 있기 때문인 듯.) 그래서 호킹이 예측한 블랙홀 방사 현상이 실제로 일어나는지 측정하고 싶어하는 고에너지 물리학자들의 관심이 있는 모양.

뭐, 먹고사니즘에만 관심이 있는 이들에게는 별반 흥미는 없겠지만, 이런 식으로 세상이 진보하고 있다는 거-_- 아 그리고 참고로 이 글은 개인적 지식과 이코노미스트 기사를 짬뽕했지만, 본인은 물리학 전공이 아니니 틀릴 수도 있다-_- (뭐 여기 대부분의 글이 그렇다)

 


2015.9.7
조선일보 남극서 ‘유령입자’ 검출.. 우주 진화 ‘블랙박스’ 찾았다 2015.08.31. 03:09

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