우주선

요약 우주에서 지구로 쏟아지는 높은 에너지의 미립자와 방사선 등을 총칭한다. 대기 분자와 충돌하기 전의 1차우주선, 충돌 후 발생하는 2차우주선으로 나눌 수 있다. 지표에서 가까운 곳에서는 2차우주선에 해당하는 미립자가 관측된다.

대기 분자와 충돌 전의 미립자와 방사선을 1차우주선, 충돌 후 발생한 미립자와 방사선을 2차우주선이라고 한다.

기체는 보통 상태에서는 거의 완전한 절연체이지만, 소수의 이온이 존재함으로써 작은 전기전도도를 가진다. 처음에 이런 이온은 기체 속 또는 기체를 담은 용기에 미량으로 존재하는 방사성물질의 이온화작용에 의해 만들어진다고 생각하였다. 그러나 1903년경부터 시작된 E.러더퍼드 등의 실험에 의해 기체 속의 이온이 모두 이렇게 만들어진 것이 아니라는 것이 밝혀졌다. 실험 결과, 이온의 일부는 수 cm의 납 또는 수 m의 물의 차폐도 투과하는 강력한 방사선의 이온화작용에 의해 만들어짐을 알게 되었다.

이어 1913년 V.F.헤스가 기구를 고도 약 8km까지 올려 이런 종류의 이온화작용이 지표면으로부터의 고도가 증가함에 따라 함께 증가한다는 사실을 확인하여, 이온화작용의 원인이 되는 방사선을 고공선(高空線)이라 했다. 그 후 연구에 의해 이런 종류의 방사선은 지구 또는 대기에서 기원하는 것이 아님이 예상되어, R.A.밀리컨은 1925년 우주선이라는 이름을 처음으로 사용했다.

우주선의 본체에 대해서 처음에는 엄청난 투과력 때문에 높은 에너지를 지닌 감마선으로 생각하였다. 하지만 현재 지구 대기의 정상에 쏟아지는 1차우주선의 본체는 높은 에너지를 지닌 입자선이고, 대기 중 또는 지표면에서 관측되는 우주선은 1차우주선이 대기 속의 물질과 여러 가지 상호작용을 한 결과 만들어진 2차우주선임이 밝혀졌다.

1차우주선과 2차우주선의 관계를 연구하면 고에너지에서의 소립자반응에 대해 알 수 있다. 현재 알려져 있는 소립자의 대부분은 처음에 우주선 속에서 발견되었다. 또한 우주선 속에는 현재 지상의 실험실에서 도달 가능한 에너지를 넘는 현상이 관찰되고 있다. 그리고 1차우주선의 기원 및 가속 원리를 연구하여 성간(星間) 또는 태양계 내의 상태에 관한 정보를 얻을 수 있다.