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[목차]일반 물질(Baryonic Matter)암흑 물질(Dark Matter)암흑 에너지(Dark Energy) [일반 물질]우주의 약 5%를 차지함.우리가 일상에서 경험하는 일반 물질(또는 바리온 물질)은 원자와 분자로 이뤄진 물질임.이는 양성자, 중성자, 전자 등으로 구성되 물질로, 행성, 별, 은하, 우리 몸 등 빛을 통해 관측가능한 물질을 포함함.일반 물질은 전자기적 상호작용을 하기 때문에 빛을 방출하거나 흡수함으로써 관측이 가능해짐. [암흑 물질]우주의 약 27%를 차지함.전자기 복사(빛 등)와 상호작용을 하지 않기 때문에 직접 관측되지 않으나,중력적 상호작용을 통해 그 존재가 추정됨.은하와 은하단에서 별과 기체의 움직임을 관측할 때, 보이는 물질만으로는 설명할 수 없는 중력적 효과를 암흑물질..

암흑물질(dark matter)은 우주 총 질량의 약 85%를 차지하는 것으로 추정되지만,전자기 복사(빛 등)를 흡수하거나 방출하지 않기 때문에 직접적으로 관찰되지 않는 물질암흑물질은 중력과 같은 중력적 상호작용을 통해서만 간접적으로 그 존재를 확인할 수 있음.은하와 은하단에서 별과 기체의 움직임을 관찰할 때, 보이는 물질만으로는 설명할 수 없는 중력의 효과를 설명하기 위해 암흑물질이 추정됨. [암흑물질의 종류]냉암흑물질(CDM, Cold Dark Matter)WIMP(Weekly Interacting Massive Particles, 약한 상호작용을 하는 무거운 입자)액시온(Axion)SIMP(Strongly Interacting Massive Particles, 강한 상호작용을 하는 무거운 입자)온암..

[현재까지 발견된 반물질]양전자(Positron) : 1932년 칼 앤더슨반양성자(Antiproton) : 1955년 에밀리오 세그레 & 오웰 챔벌린반중성자(Antineutron) : 1956년 블루스 코크 등반수소(Antihydrogen) : 1995년 CERN반헬륨(Antihelium) : 2011년 RHIC(연구소) [반물질 종류]양전자(Positron) : 전자와 질량은 같고 양전하반양성자(Antiproton) : 양성자와 질량은 같고 음전하반중성자(Antineutron) : 전기적으로 중성, 자기모멘트가 중성자와 반대반중성미자(Antineutrino) : 전하는 없지만 스핀 방향이 반대반쿼크(Antiquark) : 각각 대응하는 쿼크와 반대 특성반뮤온(Antimuon)반타우온(Antitauon)..

양전자가 전자와 동일한 질량이면서 양전하를 띤다는 성질을 이용한 관측 방법 [자기장을 이용한 궤적 분석]양전자는 하전된 입자이므로,자기장이 걸린 공간을 통과할 때 휘어진 궤적을 보이며,이 궤적을 분석함으로써 입자의 성질을 확인할 수 있음.도구 : 윌슨 구름상자, 거품상자 [전하 입자 검출기]현대 입자물리학에서 주로 사용하는 검출 방법전하-질량 비율 측정 : 전하 입자가 자기장을 통과할 때 궤적이 휘는 현상을 이용하여 입자의 '전하-질량 비율'을 측정함.실리콘 트래커(Silicon Tracker) : 실리콘 반도체를 이용하여 양전자가 남긴 이온화 궤적을 추적함. [체렌코프 검출기]입자가 빛보다 빠른 속도(설명 필요)로 매질을 통과할 때 발생하는 체렌코프 복사를 검출하는 방법양전자가 체렌코프 검출기 내의 매..

[방사성 붕괴에 의한 방법]양전자는 방사성 동위원소의 양전자 방출 붕괴( β⁺ 붕괴) 과정에서 자연적으로 발생할 수 있음.양성자를 포함한 방사성 동위원소(예를 들어 플루오린-18 등)가 붕괴하면,양성자 하나와 중성자로 변환되면서 양전자와 중성미자가 방출됨이 상태의 양전자는 비교적 저에너지 상태로 방출되며 포획이 용이함.이 방법은 양전자 방출 단층촬영(PET)에서 활용됨. [우주선과 물질의 상호작용]우주에서 지구로 날아온 우주선(cosmic rays)이 대기 중의 입자와 충돌할 때 양전자 생성되는 경우가 있음.높은 에너지의 우주선이 대기 중의 원자핵과 충돌하여 양전자-전자 쌍생성 과정이 일어남. [입자 가속기를 통한 생성]입자 가속기를 이용해 고에너지 입자 충돌을 일으키면,그 과정에서 양전자-전자 쌍이 동..

[윌슨 구름상자의 유래와 의의]윌슨 구름상자는 1911년 찰스 톰스 리스 윌슨(Charles Thomson Rees Wilson)에 의해 발명됨.알파/베타/감마 방사선 연구, 우주선(cosmic rays) 연구, 입자 물리학 연구 등에 활용됨.양전자, 중간자, 뮤온 등의 발견에 기여함.[윌슨 구름상자의 단점]윌슨 구름상자는 입자의 궤적을 시각적으로 관찰할 수 있게 해주는 장치이지만,구름상자 내 증기의 응결을 통한 입자의 궤적 해상도가 높지 않아 궤적을 분석하는 데에 한계가 있고,작은 에너지를 가진 입자나 복잡한 상호작용을 탐지하는 데에 어려움이 있음.구름상자 내 과포화 상태는 매우 짧은 시간 동안 유지되므로,입자의 궤적을 지속적으로 관찰하기가 어렵고, 반복적인 작업을 수행하기에 까다로움. [대체 기술]거..

양전자 : 양전기(Positive charge)를 갖는 전자로써, 물리학적으로는 반물질의 일종 [양전자의 기원]1932년에 캘리포니아 공과대학(CalTech) 교수인 칼 앤더슨(Carl David Anderson, 1905~1991)에 의해 발견됨.윌슨 구름상자를 이용하여 우주선(Cosmic rays)을 연구하던 중 전자와 질량은 같지만 양전하를 띠는 입자의 흔적을 발견함.앤더슨은 이 입자를 양전자(Positron)이라 명명함.앤더슨은 이 발견으로 1936년에 노벨 물리학상을 수상함.[윌슨 구름상자]1911년 찰스 톰스 리스 윌슨(Charles Thomson Rees Wilson)에 의해 발명됨.윌슨 구름상자(Wilson Cloud Chamber)는 고속으로 움직이는 하전 입자들이 통과할 때, 그 궤적을..

유전율(permittivity)이나 투자율(permeability)를 계산하는 계산식에 보면 종종 4π가 등장하는 것을 볼 수 있다.본 게시물은 이러한 계산식에 4π가 등장하는 배경에 대해 조사한 내용을 다른다. 쿨롱 법칙에 나오는 쿨롱 상수(k)는 다음과 같이 표현된다. 유전율은 다음 식과 같이 계산된다.μ0 = 4π×10−7 H/m = 1.25663706143...×10−6 N/A2  이 두 식 모드 4π 를 포함하고 있음을 볼 수 있다. 전기장과 자기장을 다루는 식에서 4π가 등장하는 것은 각각의 법칙이 구면 대칭을 따른 점에 기인한다.이와 같은 대칭성 때문에 구의 면적을 고려할 때 구면적에 비례하는 전기자장의 분파가 생기게 된다. [구면 대칭성의 역사적 배경]이 개념은 고대 그리스 시절부타 자연스..