[졸업논문] 우주선 연구의 과거와 현재

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 우주선
1. 역사
2. 분류
3. 우주선의 에너지 스펙트럼
4. 검출 방법
5. 우주 내에서 우주선의 전파

Ⅲ. 우주선 관측 실험
1. Pierre Auger Observatory
2. Telescope Array Project
3. PAMELA Detector

Ⅳ. 결론

본문내용

우주선(Cosmic Rays)은 주로 태양계 밖에서 날아오는 고에너지로 대전된 입자를 말한다. 지금까지 관측된 우주선의 에너지 스펙트럼은 1 GeV 에서 GeV 에 달한다. 유럽 입자물리 연구소의 대형 강입자 충돌기에서 가속시킬 수 있는 양성자의 최대 에너지가 7 TeV 정도라는 것을 볼 때, 우주선이 얼마나 큰 에너지를 가지고 있는지 알 수 있다.
우주선은 가진 막대한 에너지를 통해 지구 대기층과의 충돌 과정에서 뮤온 입자, 양전자 등을 관측함으로서 입자물리학의 발전에 큰 기여를 해왔고, 전자기 복사를 통한 간접적인 관측이 아닌 직접적으로 입자를 채집하여 관측할 수 있기 때문에 성간 물질의 상세를 알 수 있는 데이터를 제공한다는 점에서 흥미롭다. 그러나 지난 100년간의 연구에도 불구하고, 관측데이터가 부족한 통계적인 한계 때문에 우주선의 명확한 근원을 아직 밝혀내지 못하고 있다.
본 연구의 구성은 다음과 같다. 2단원에서 우주선의 역사, 분류, 에너지 스펙트럼 등의 일반적인 사실에 대해 기술하고 마지막으로 우주선의 근원을 추적하는 것이 힘든 이유에 대해서 기술할 것이다. 이어지는 3단원에서는 우주선을 검출하는 실험 중 대표적인 Pierre Auger Observatory와 Telescope Array Project, PAMELA Detector에 대해서 일반적인 사실과 검출 원리에 대해서 기술할 것이다. 이 논문은 이러한 연구를 통해 입자물리학과 천체물리학에서 큰 역할을 하고 있는 우주선의 배경과 현재에 대한 이해를 증가 시키는데 그 목적이 있다.

우주선
1. 역사
우주선은 1912년 오스트리아의 물리학자 헤스에 의해 처음으로 발견되었다. 전부터 대기의 전리작용이 존재한다는 것은 알고 있었지만, 이것이 지구 내부의 방사선을 가진 광물에 의한 것인지 지구 외부에서 오는 방사선에 의한 것인지는 모르고 있었다.

참고자료

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· Lorenzo Caccianiga 『 Cosmic-ray astronomy at the highest energies with ten years of data of the Pierre Auger observatory』 High Energy Physics - Experiment [hep-ex]. University Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2015. English. ffNNT : 2015PA066643
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· Andrew W.Strong 외 2명 『Cosmic-Ray Propagation and Interactions in the Galaxy』, Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 2007. 57 : 285~327
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· William F. Hanlon, 『Recent Results from the Telescope Array Project』Nuclear and Particle Physics Proceedings 279–281 (2016) 15–22
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· O. Adriani 「An anomalous positron abundance in cosmic rays with energies 1.5–100 GeV」, Nature 458, 607 (2009).