우주 방사선
1. 개요
Cosmic Ray ・ 宇宙 放射線
우주에서 끊임없이 지구로 날아오는 고에너지 입자로 된 방사선을 말한다. 먼 우주에서 일어난 초신성 폭발 등이 원인인 것으로 추정된다.
2. 상세
우주에서 직접 날아오는 양성자 및 중간자를 1차 우주 방사선, 대기 속에 있는 분자와 충돌하여 이차적으로 생긴 전자와 양전자를 2차 우주 방사선이라고 한다. 알파선, 감마선 등도 있지만 90% 이상은 단일 양성자로 되어 있다. 개별 입자의 에너지는 모두 제각각이지만, 에너지가 높은 입자는 하나에 대략 10의 20제곱 전자볼트 정도의 기가 막힌 수준의 고에너지를 가지고 있다.[1] 세계에서 가장 큰 입자가속기인 LHC에서 양성자를 가속해도 7테라전자볼트 정도의 에너지를 주는 것이 한계이다.
태양풍과 지구자기장이 지구로 날아오는 우주 방사선의 강도를 상당히 낮추는 것으로 알려져 있으며, 최종적으로는 대기 중의 공기 분자와 충돌하여 반응하므로 지표면에서는 우주 방사선의 강도가 매우 약하다. 우주 방사선이 대기 중의 질소 원자와 충돌하면 탄소의 동위원소인 탄소-14를 만드는데, 이는 고고학에서 연대측정에서 사용된다.
아폴로 계획 음모론 중에서는 밴 앨런대에서 우주 방사선 피폭을 막으려면 70년대 기술로는 불가능한 수준의 방사능 차폐가 필요하다는 이야기가 있으나, 알파선은 '''종이'''로 베타선은 '''알루미늄막'''으로도 막을 수 있다는 간단한 사실로 논파된다.
2014년 7월 한국 연구진이 개발한 '대형 실리콘 전하량 검출기'가 국제우주정거장에 설치돼 NASA의 우주 방사선 관측 프로젝트에 활용된다는 소식이 전해졌다. 이 장치는 우주 방사선의 성분을 정밀 측정하게 된다.
3. OMG(오마이갓) 입자
2014년 7월 초고에너지 우주 방사선이 큰곰자리의 북두칠성 근처에서 생성된다는 사실이 밝혀졌다. 2008년부터 5년간 초고에너지 우주 방사선 72개를 분석해 보니 그 중 19개가 그곳에서 나왔다는 것이다. 이 연구 결과는 초고에너지 우주 방사선이 특정 지역에서 형성됐음을 의미한다. 여기서 말하는 초고에너지란 300 엑사전자볼트[2]의 에너지를 가진 입자를 말하는 것으로 0.22 권총탄의 에너지가 140-170 줄 정도이다. 즉 우주 방사선 입자를 맞고 크게 다치거나 죽을 수도 있을 정도인 것이다. 또한, 인류가 알고 있는 한 '''광속에 가장 근접한 속력'''을 갖고 있는 초고에너지 우주 방사선으로 유명하다. 에너지 크기가 너무 OMG스러워 실제로 OMG 입자(Oh My God Particle)이란 명칭으로 불린다.
2014년 10월에는 스마트폰으로 OMG 입자와 같은 고에너지 입자를 측정하는 프로젝트가 발족되기도 하였다. 카메라의 CMOS센서를 기반으로, 고에너지 입자가 CMOS를 때릴때 나오는 노이즈를 분석하여 서버로 보내는 방식이다. 2018년 5월에 안드로이드 기반으로 Google play스토어에 출시했고, 설정 범위가 넓으며 인터페이스도 개선된 두번째 버전의 앱을 2019년에 출시했다.
2021년 1월 기준으로 1000만번 넘게 입자가 관측되었다. 관측 기록은 여기에서 볼 수 있다.
[1] 1줄(J)이 대략 1.6 * 10의 19제곱 전자볼트 정도이니 대충 10J정도의 에너지를 가진다고 생각하면 되겠다. 1kg짜리 물건을 1m 높이에서 떨어트렸을 때 운동에너지가 대충 10J정도 되는데, 그 에너지가 입자 하나에 담긴 것이다.[2] 줄로 치면 50줄