중성미자는 어떤 우주방사선인가?

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중성미자(neutrino)의 존재를 예측한 파울리(Pauli)

 

 

오스트리아 태생의 미국 물리학자 볼프강 파울리(Wolfgang Pauli 1900-1958, 파울리의 배타원리 참조)는 원자핵의 붕괴로 베타 입자가 방출될 때, ‘질량불변의 법칙’을 따르지 않는 현상이 생긴다는 것을 알게 되었다. 이후 그는 ‘전하도 없고 질량도 없는 미지(未知)의 소립자가 존재할 것’이라는 이론을 1931년에 발표했다.

 

이러한 입자의 존재는 1956년에 실험으로 확인되었으며, 엔리코 페르미(Enrico Fermi, 초우라늄원소 참조)는 이 입자를 뉴트리노(중성미자)라 불렀다. 뉴트리노는 방사선 물질이 붕괴되거나 핵반응이 일어날 때 발생한다. 이들은 광속에 가까운 속도로 운동하고, 전기적으로 중성이며, 일반 물질이라면 거의 방해를 받지 않고 통과하므로, 실험적으로 검사하기 매우 어렵다.

 

 

각 전자에는 약 500억 개의 중성미자 있으므로, 중성미자는 어디에나 있다. 태양의 중심부나 초신성(超新星 supernova), 또는 우주선(宇宙線)에 의해 발생하는 중성미자에는 3가지(electron neutrino, muon neutrino, tauon neutrino)가 있다는 것이 알려져 있다. 태양에서는 오는 일렉트론 뉴트리노는 지구를 그대로 투과하며, 1초에 50조개 정도가 우리 몸을 지나가고 있다고 한다.

 

* 우주선(宇宙線 cosmic ray)이란?

외계로부터 지구 대기권으로 오는 모든 에너지 입자를 '우주선' 또는 '우주 방사선'이라 한다. 우주선의 약 90%는 양성자이고, 약 10%는 헬륨의 핵(알파 입자)이며, 1% 미만이 다른 소립자(전자, 베타 입자, 감마선 광자, 무거운 소립자)이다.

 

 

허블의 우주 팽창 법칙이란?