| [ PhilosophyThought ] in KIDS 글 쓴 이(By): parsec (먼소류) 날 짜 (Date): 1997년12월22일(월) 08시59분12초 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... 포톤을 예로 드셨군요. 포톤에 대해서는 맞는 말씀을 하셨습니다. 그런데 이온을 가속해서 물체 속에 박아 넣는 일은 반도체 공정상 늘 하는 일입니다.(여기에 사 용되는 에너지는 10~500keV) 그리고 이온이 지나간 자리는 고체의 결정구조가 뒤 흔들려서 "자국"이 남게 됩니다. 이 자국과 물체 표면의 교차점을 야하게 표현해 서 구멍이라고 한 겁니다(진짜 구멍은 아니지만). 그런데 별로 야하지 않았던가 보군요. :) > > 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. 당연히 입자 하나만 달랑 쏘지는 않겠죠? 많은 이온을 한꺼번에 발사할 때의 문제 는 전기적 척력에 의해 빔이 산란된다는 것인데, 이 것 때문에 사정거리에 제한이 가해질 수는 있겠군요. 그리고 이온의 속도가 가해준 전기장에 의해 얻을 수 있는 에너지로 제한된다는 점 도 지적할 수 있죠. 다단계 가속 방법을 사용한다 해도 에너지를 산술적으로 증가시 켜줄 수 있을 뿐이죠. > 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... 앞에서 말씀하신 대로 흡수율이 작아서 그렇겠죠? > 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. 입자가속기를 무기로 쓰자고 하는 이야기도 싸가지 없는 소리죠 :) > 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. 반물질 소스를 만드는 게 우선과제가 되겠군요... 반물질도 입자 하나로는 무기가 되기 어렵겠죠? |