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[교양 천문학]2002년 노벨물리학상 수상자에 대한 설명

정유경 2003-09-18 (목) 01:24 205 3
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예전에 써놓았던것인데....2003년 수상자 발표나기전에 올립니다.^^;;
특별히 썼던 이유는 천체물리학과 깊은 관계가 있기 때문이었습니다.

2002년 노벨물리학상을 받은 사람은 레이먼드 데이비스 2세 , 고시바 마사토시, 리카르도 지아코니 이렇게 세사람입니다.

데이비스와 고시바는 뉴트리노(중성미자) 실험으로 지아코니는 X선 실험으로 노벨상을 받았습니다.
이 세가지는 물리학적으로 매우 중요한 문제이긴 하지만..출발은 천문학에서 시작되었습니다.
데이비스는 태양모델 분석을 위해 고시바는 태양뉴트리노 문제 해결을 위해 그리고 지아코니는 달의 X선을 검출하기 위해 처음으로 실험을 한것이죠.....

먼저 데이비스 교수에 대해 알아보도록 하겠습니다.
뉴트리노라는 것은 중력과 약력에만 영향을 받는 입자입니다. 그결과 검출하기가 무지무지 힘들구요.
그때문에 이 뉴트리노라는 것이 아주 중요한 것이기도 합니다.
또 태양의 속은 우리눈으로 볼수가 없습니다. 우리가 보는 것은 태양의 표면이라고 할수 있죠.
태양 안쪽에서 만들어진 빛은 우리눈으로 바로 오지않고 태양내부에서 평균 만년정도 있다가 빠져 나옵니다. 하지만 뉴트리노는 바로 빠져 나옵니다.
데이비스는 이 뉴트리노를 검출해서 태양의 안쪽이 어떤 상태인가를 확인하려고 했습니다.
그래서 Homestake 금광에서 염소가 들어있는 물질(사염화 에틸렌)을 가득채운 탱크를 이용해서 이 뉴트리노를 측정하려고 했습니다. 염화원자는 뉴트리노랑 반응해서 아르곤과 전자로 바뀌는 반응을 일으킵니다. 이 원리를 이용해서 뉴트리노가 얼마나 검출되는지를 확인해서 태양의 내부 구조이론이 맞는지 틀린지를 알아보려는 실험이었죠...... 이 실험 결과 이론적으로 나와야될 값의 1/3이 검출이 되었습니다.
이문제에 대한설명은 두가지로 할수 있습니다.
첫번째는 Standard Solar Model이라고 불리는 태양의 내부 구조를 설명하는 이론에 문제가 있는것입니다.
두번째는 뉴트리노는 세가지 종류가 존재하는데.... 데이비스가 관측한 것은 오직 전자 뉴트리노 한종류였습니다. 그런데 이 뉴트리노가..태양에서 오는 동안 전자뉴트리노가 아닌 다른 뉴트리노(타우 뉴트리노나 뮤온 뉴트리노)로 변화한다는 것입니다. 그래서 검출되어야 할량보다 덜 검출되었다는 것이죠...
그리고 이 뉴트리노가 다른 뉴트리노로 바뀔려면 이론적으로 질량을 가져야 합니다. 그런데 그때까지 입자물리학에서는 뉴트리노는 질량을 가지지 않는다고 말하고 있었습니다.그래서 문제가 되었는거죠....

하여튼..이런 저런 이야기 끝에 ... 뉴트리노가 질량을 가져야한다는 이야기에 더 무게가 실리기 시작했죠.

그후 일본에서 카미오칸데 라는 아주 커다란 물탱크를 만들었습니다. 뉴트리노를 관측하기 위해서죠.
그것을 만들고 관측한 사람이 바로 일본의 고시바 교수입니다.
이 카이오칸데는 카미오카광산에 만들어 졌습니다..^.^: 처음 만들어진후 SN1987A를 관측해서 아주 유명해졌죠. 그 이유는.. 그때까지만 해도 초신성의 에너지가 대부분 뉴트리노로 나온다는것을 잘 모를때였기 때문입니다. 간단한 계산으로 나오는 초신성의 폭발에너지와 관측된 초신성의 폭발에너지가 10배정도 차이가 나고 있었습니다 그런데 이 카미오칸데로 관측해보니 대부분의 에너지가 뉴트리노로 빠져나온다는 놀라운 사실을 알아낸것이죠.(이론적으로는 이것에 대한 가능성이 미리 나와있었습니다..^.^;)
그후에 별들의 진화에 관해서 새로운 사실을 많이 알아내었죠......
그리고..최근에 이 카미오칸데를 더욱 발전 시킨 슈퍼카미오칸데의 실험에서 한종류의 뉴트리노가 다른 종류의 뉴트리노로 변화한다는 사실을 밝혀내었습니다.

마지막으로 리카르도 지아코니라는 사람에 관해서 이야기 해야겠죠....^.^;
지아코니는 다른 두 사람과 달리 X선 천문학에 기여한 사람입니다.
50년대에 이미 태양에서 X선이 나온다는 것이 알려져 있었습니다. 이 사람은 바로 처음으로 우주에서 오는 X선을 검출했습니다. 그리고 더 나아가서 태양과 태양계 천체 이외의 다른 천체에서도 X선이 나온다는 것을 처음으로 관측한 사람이죠.(이사람이 처음 관측한 태양계외 X선원은 Sco X1이라는 이름이 붙어 있습니다.... 이 것의 의미는 간단합니다..Sco.(전갈자리)에서 발견된 첫번째 X선원...)
이 발견을 시작으로 우주에 있는 X선원을 찾기 시작하였고.. 그것의 원인이 중성자별,블랙홀등이라는것이 알려지게되고... 그 결과 이러한 천체들을 이해하는데 많은 도움이 되었죠...^.^;

댓글 3

하재욱2004-01-04 03:00
뉴트리노.... 뉴트리노의 발견과 함께 뉴트리노 천문학이 시작되었다죠.
2004-01-04 03:00
아주 전망이 좋은 분야 입니다. 물론 그 측정장치나 너무 나도 거대하고 만들기가 어려운게 문제이지만요. 태양의 내부를 뉴트리노로 측정할 수 있고 이제 시작인 만큼 연구 할 수 있는 것이 많을 것이라 봅니다.
유동일2004-07-13 02:00
아하..그렇구나^^

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