Doctor of Public Health 전상훈입니다
물리
Q. 자니베코프효과가 뭐고 이를 활용한건 뭐가있나요?
안녕하세요. 자니베코프 효과(Vavilov-Cherenkov effect)는 물질 속을 빛의 속도보다 빠르게 움직이는 충전된 입자가 빛과 같은 전자기파를 방출하는 현상입니다. 이 현상은 1934년에 세르게이 바빌로프와 파벨체렌코프에 의해 발견되었고, 이들의 이름을 따서 명명되었습니다. 1958년에는 이 현상에 대한 연구로 노벨 물리학상이 수여되기도 했습니다. 빛의 속도는 진공에서는 최대이지만, 물질(ex : 물) 속에서는 느려집니다. 전자와 같은 충전된 입자가 이 물질 속을 빛의 속도보다 빠르게 이동할 때, 그 입자는 전자기파를 방출하게 되며, 이것이 바로 자니베코프 방사입니다. 이 방사는 입자의 운동 방향과 직각으로 퍼지며, 보통 푸른색 빛으로 관찰됩니다. 자니베코프 효과는 여러 과학적, 기술적 분야에서 유용하게 사용됩니다. 핵발전소의 연구 및 모니터링에서 자니베코프 효과가 발생하는 푸른 빛은 반응로 내에서 높은 에너지 입자의 존재를 확인하는 데 사용됩니다. 이는 반응로의 상태를 감시하고, 안전을 유지하는 데 필수적입니다. 고속 입자가 발생하는 실험에서 자니베코프 효과는 입자의 속도를 측정하고, 그 특성을 분석하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 대형 강입자 충돌기(LHC) 같은 입자 가속기에서는 이 현상을 통해 초고속 입자의 행동을 연구할 수 있습니다.
물리
Q. 바람은 어떤 원리고 생겨나게 되는 지 궁금합니다.
안녕하세요. 바람은 고기압 지역에서 저기압 지역으로 공기가 이동하면서 발생합니다. 공기는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 자연스럽게 흘러가려는 성질이 있습니다. 이 압력 차이는 주로 지표면의 온도 차이에 의해 발생합니다. 지구는 태양으로부터 받은 에너지로 인해 가열되며, 이 가열은 지표면의 여러 부분에서 균일하지 않습니다. 예를 들어, 땅은 물보다 빠르게 데워지고 빠르게 식습니다. 이로 인해, 같은 지역 내에서도 여러 온도의 공기 덩어리가 생기게 되고, 이는 공기의 상승, 하강 및 수평 이동을 유발하여 바람을 생성합니다. 따뜻한 공기는 상승하고, 차가운 공기는 하강합니다. 따뜻한 공기가 상승할 때 주변의 더 차가운 공기가 그 자리를 차지하려고 움직이며 바람이 발생합니다.
물리
Q. 자석은 무한 에너지가 가능한 물질인가요?
안녕하세요. 자석은 자기장을 생성하며, 이 자기장은 자석 주변의 다른 자성 물질과 상호작용하여 힘을 발휘합니다. 이 힘은 두 가지 주요 형태로 나타납니다. 반대 극을 가진 두 자석이 서로를 끌어당기는 인력(Attraction), 같은 극을 가진 두 자석이 서로 밀어내는 척력(Repulsion)입니다. 자석이 힘을 발휘하는 것은 에너지가 소비되는 과정이 아닙니다. 자석의 자기장은 안정적이로 지속적인 성질로, 자석 자체 내부의 원자 구조와 전자의 배열에 의해 생성됩니다. 이 자기장은 외부로부터 에너지를 끌어오거나 소비하지 않으며, 자석의 물리적 상태가 변하지 않는 한 변하지 않습니다. 자석이 다른 물체에 힘을 가하거나 힘을 받을 때, 에너지의 이동이나 변환은 있을 수 있습니다. 예를 들어, 자석으로 철가루를 끌어당길 때 일정량의 기계적 에너지가 필요하며, 이는 주변 환경(ex : 물체를 들어 올릴 때 중력에 대항하는 에너지)에서 비롯됩니다. 그러나 자석 자체에서 에너지가 생성되는 것은 아닙니다. 물리학에서 에너지 보존 법칙은 에너지가 소멸되거나 새로 생성될 수 없으며, 단지 한 형태에서 다른 형태로 변환될 뿐이라고 설명합니다. 자석의 경우, 자석이 지속적으로 에너지를 생성하거나 소비하지 않기 때문에, 무한 에너지의 원천으로 볼 수 없습니다.
물리
Q. 미세먼지와 초미세먼지는 어떻게 구분을 하나요?
안녕하세요. 미세먼지(Particulate Matter ; PM)와 초미세먼지의 구분은 입자의 크기에 기반을 두고 있습니다. 미세먼지(PM10)는 지름이 10마이크로미터(µm) 이하인 입자를 말합니다. 이 크기의 입자는 코와 목을 통해 체내에 들어가기 쉽지만, 비교적 큰 입자로서 기도에서 걸러질 수 있습니다. 초미세먼지(PM2.5)는 지름이 2.5마이크로미터(µm) 이하인 입자로, 더욱 미세하여 폐의 깊은 부분까지 침투할 수 있고, 혈액으로 흡수되어 전신적인 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 미세먼지와 초미세먼지의 측정은 다양한 과학적 도구와 기법을 사용하여 이루어집니다. 레이저를 이용하여 공기 중에 떠다니는 입자의 크기와 수를 측정합니다. 이 기기는 입자의 크기에 따라 빛이 어떻게 산란되는지를 분석하여, 미세먼지와 초미세먼지를 구분할 수 있습니다.
물리
Q. 시간 여행을 정말 가능할까요 궁금합니다?
안녕하세요. 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면, 중력은 시간의 흐름에 영향을 미칩니다. 이 이론에 따르면 강한 중력장은 시간을 느리게 할 수 있습니다. 예를 들어, 중력이 매우 강한 블랙홀 근처에서 시간은 더 느리게 흐릅니다. 이러한 현상은 시간 확장으로 알려져 있습니다. 일반 상대성 이론은 웜홀이라고 하는 공간-시간의 통로의 존재를 허용합니다. 웜홀은 이론적으로 두 시간대나 두 공간 지점을 연결할 수 있으며, 이는 시간 여행의 한 형태가 될 수 있습니다. 그러나 웜홀을 안정적으로 유지하고, 실제로 통과할 수 있는 기술적 방법은 아직 발견되지 않았습니다. 양자역학의 일부 해석에 따르면, 미시적 수준에서 일어나는 일부 프로세스는 시간 역행과 관련이 있을 수 있습니다. 그러나 이러한 현상이 거시적 수준의 시간 여행으로 확장될 수 있을지는 불분명합니다.