지난번의 이야기에서 solar neutrino problem(태양뉴트리노문제)이 왜 중요한지 이야기 하겟다고 했습니다..
그런데 그전에 태양 뉴트리노라는것이 무엇이고 이 문제가 어떤 문제인지를 이야기 하겠습니다
먼저 태양의 뉴트리노라는것을 알아야겠죠.. 태양뉴트리노란 태양의 중심에서 만들어지는 뉴트리노입니다..-.-;;
태양의 중심에서는 수소에 의한 핵융합반응이 일어나는것은 다아시죠..
핵융합반응이 일어나는 과정에서..뉴트리노가 생성이 된답니다.. 이때 나오는 뉴트리노는 다 전자뉴트리노입니다..
태양내부에서 일어나는 핵융합반응에는 두가지 종류가 있습니다..p-p chain이라는것과 CNO cycle이라는 것이죠..
먼저 P-P chain이라는것은 양성자 두개가 결합하면서 출발하는 핵융합이라서 그렇게 부릅니다.
양성자(proton) 두개가 결합하여..중수소와 양전자 그리고 뉴트리노가 나옵니다.
이때 나오는 뉴트리노가 태양에서 나오는 뉴트리노의 91%정도입니다.
하지만 태양 뉴트리노 문제에서 실험하는 뉴트리노는 아니랍니다..(왜 그런지는 나중에 설명드리죠..)
그리고 이 중수소와 수소가 결합하여.. 헬륨의 동위원소(양성자 2개 중성자 1개)를 만들죠..
그리고 이 동위원소와 수소가 결합하여 헬륨(양성자 2개 중성자 2개)를 만들죠..
이때도 역시 뉴트리노와 양전자가 만들어 집니다
그런데 헬륨의 동위원소와 헬륨이 결합하여.베릴륨의 동위원소(양성자4개 중성자 3개)가 되었다가..
다시 양성자와 결합하여 Boron(원자번호 5번..한국이름 모름 아는사람 적어줘요.)의
동위원소(양성자5개 중성자3개)가 됩니다. 그것은 스스로 붕괴하여 베릴륨과 양전자와 뉴트리노를 내죠..
그리고 베릴륨은 다시 붕괴하여..헬륨이 된답니다. 음.. 여기 나오는 반응이 다 p-p chain 반응입니다.
다음은 CNO cycle이 있습니다..
이것은 C(탄소)N(질소)O(산소)이렇게 세가지 물질이 핵융합 반응에서 촉매로 작용하여 수소를 헬륨으로 바꾸는 작용입니다. 이 작용에서도.. 역시.. 뉴트리노가 발생합니다.
그럼 왜 태양에서 나오는 뉴트리노를 연구하게 되었을까요..
앞에서도 말한것과 같이 뉴트리노는 검출하기 매우 어려운 입자입니다..
그럼에도 불구하고 사람들이 이것을 검출하게된까닭은 이 입자가 태양의 중심에서 만들어지자마자
바로(그래봤자..빛의 속도이긴하지만.)나온다는 이유때문입니다.
천문학에서 별의 진화를 연구하는데 여러가지 방법이 있습니다.
그중에서 별의 원소비라든가 에너지 생성율은 진화 연구에 중요하답니다.
그러기위해서먼저 태양을 연구할 필요성이 있겠죠..태양도 별이니까요..
태양의 구조를 연구하려고 하니..핵융합반응이 일어나는 중심부분을 알아야하는데
(핵융합반응은 태양의 중심에서만 일어난답니다.) 태양의 중심부는 광자에 대해 불투명하답니다.
즉 우리가 관측할수 있는 빛들..엑스선 감마선 가시광선 자외선 적외선 전파 등등 으로는 절대로 관측 할수 없다는 것입니다.
그런데 태양의 내부구조를 설명하는 이론중에 표준태양모형이라는 것이 있습니다.
이것은 태양의 내부구조를 설명하는 이론입니다..
이 표준태양모형으로부터 태양으로부터 나오는 뉴트리노의 양을 예측할수 있습니다.
.만약 이 이론이 맞다면.. 예상되는 만큼의 뉴트리노가 나와야겠죠..
그런데 실험을 해보니..(뉴트리노검출실험..) 예상양보다 많이 작은 양이 검출되었습니다.(1/2에서 1/3정도...)
여기서 부터..태양뉴트리노문제가 출발하였습니다...
[교양 천문학]뉴트리노에 대해서..3
댓글 1
우주
원자번호 5번이면 붕소일텐데요..