| [ PhilosophyThought ] in KIDS 글 쓴 이(By): Monde (김 형 도) 날 짜 (Date): 1997년12월20일(토) 22시27분22초 ROK 제 목(Title): Re: [물리학도들에게 공개질문] 날으는 입자 가속기. 원자에서 전자를 떼 내거나 전자를 붙여서 전하를 띠게 만든 다음 전기장을 걸어서 가속시켜 발사하는 물건, 이온을 아광 속으로 가속시켜 발사하는 건데 바로 주변의 물리학 실험실에서 항상 하고 있음. 특히 표면 물리 하는 사람들. 물론 속도는 아광속이 아니지만... 공기 밀도가 매우 희박한 외기권에서는 발사한 입자가 공기 분자와의 충돌로 산란할 확률이 작으므로 사거리가 매우 길다. 10^-10 torr 정도에서 입자의 평균자유행로가 10 m 정도인 것으로 알고 있으니 우주(10^-17 torr 정도? 정확한 건 까먹었음. 계산하면 되는데 술기운에 안되겠음)에서 얼마 정도인지 알아서들 계산해 보시고... 일차적인 효과로, 목표물에 원자 크기만한 구멍을 많이 뚫 어 놓을 수 있을 것 같고, 완전히 물리를 모르는 얘긴데, 구멍을 뚫는다는 건 순전히 연속적인 물체를 상정하고 고전역학의 입자를 생각할 때에 가능한 얘기임. 문제는 물체에 들어간 입자의 에너지에 반응할 수 있는 물체의 상태가 아주 중요함. 예를 들면 금속의 경우 빛의 에너지에 따른 흡수율이 아주 다름을 생각할 것. 중요하게는 금속 내의 플라즈몬이라는 여기자의 에너지와 상관있음. (원자 크기 만한 구멍을 뚫고 싶으면 원자의 결합 에너지 만큼만의 에너지를 원자 크기 만큼 국소화된 지역에 가해줘야 함. 대충 그 물체가 녹는 온도하고 상관있음(?)) 대체로 물체 내에 들어간 입자의 속도가 빠르면 빠를수록 물체와 상호작용할 시간이 없어서 그냥 빠져나감. X 선의 에너지가 높을수록 물체 투과율이 높다는 걸 상기하면 됨. (정확히는 속도가 아니라 파장) 다시 말해 에너지가 클수록 산란 단면적이 줄어드니 빔의 밀도(선속이라 그러죠?)를 높여야 되는데 이게 쉬운 일이 아님. 이와 관련된 모든 문제는 이 선속을 어떻게 높이느냐에 있음. 레이저같은 경우도 마찬가지... 목표물에 박혀 들어가면서 운동에너지를 열에너지로 변환시켜 목표물 내부를 매우 빠르게 가열시킬 걸로 생각됨. 기대되는 이차적 효과로는 목표물을 용융시키거나 기화시켜 열 팽창에 의한 폭발을 유도할 수도 있을 것으로 기대됨. 이상은 모두 통빡에 의해 유추한 것이므로 자세한 것은 밀리 보드의 고수 들에게 질문할 것을 추천함. 끝. 한번 에너지를 물체 내에 전달하고 나면 그 에너지가 열에너지(원래의 에너지보다 훨씬 느린 속도의 에너지 형태로)로 전환되는 것은 맞음. 문제는 위에도 말했지만 아무리 운동에너지가 높아봐야 입자 하나가 갖는 에너지는 그리 많지 않음. 아보가드로 숫자의 입자가 상온 정도의 열에너지를 갖는 거 하고 전자 하나가 광속의 99.9999999.....% 의 에너지를 갖는 거 하고 어느 게 더 많은 에너지를 갖는지 계산해 볼 것. 참고로, 나같은 경우는 맨날 X 선이나 자외선 가지고 고체를 두들기는 데도 고체 온도가 바뀌는 걸 본 적이 없음. 전자로 두들길 때에는 표면이 조금 바뀌는 건 봤음. 근데, 이 정도 가지고 무기라고 하면... 싱크로트론에서 고밀도 선속의 X 선 레이저를 만들어서 위성파괴용 무기로 써먹자고 칠팔년 전에 미국놈들이 떠든 적이 있었는데, SDI 가 나가리 되면서 물건너 간 걸로 알고 있음. 결론: 입자빔에 의한 무기를 생각하면 반입자빔이 최고일 것임. 일단 산란 단면적이 클 것이다(? 입자물리를 몰라서 잘 모르겠음. 다시 생각해 보니 지금 아는 수준으로는 그냥 입자하고 같을 거 같음) 반입자의 에너지가 작더라도 쌍소멸에 의한 에너지는 엄청나다. |