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[가상 인터뷰] 뮤온 입자, 지하 길을 밝히다!

 

건물 지하에 사람이 갇혔다는 제보를 받고 출동한 일리. GPS로 위치를 파악하려니 지하에는 신호가 닿지 않는다는데벽도 뚫을 만큼 강한 신호는 없을까? 뮤온~! 도와 줘~. 

 

자기소개 부탁해.  

 

나는 뮤온이야. 우주에서 날아오는 방사선이 지구 대기와 부딪힐 때 발생해 지상으로 쏟아져 내려오는 입자지. 양 손바닥을 펼치면 1분에 약 200개의 뮤온이 손을 통과하고 있단다. 뮤온은 전자처럼 매우 작지만, 질량은 206배 더 무거워. 또, 두꺼운 콘크리트를 통과할 정도로 투과력이 세지. 6월 15일, 일본 도쿄대학교 지진연구소 다나카 히로유키 교수팀은 뮤온으로 지하에서 위치를 확인할 수 있는 시스템을 만들었다고 발표했어.

 


입자로 위치를 파악한다고? 

 

연구팀은 6층 건물의 옥상에 4개의 뮤온 검출기를 설치했어. 그 후 사람이 직접 수신기를 들고 지하 복도를 왔다갔다하며 사람의 위치를 추적하는 실험을 했지. 연구팀은 6층의 검출기를 거쳐 지하의 수신기에 도착한 뮤온 입자의 경로를 확인했어. 옥상의 검출기를 기준으로 사람이 들고 있는 수신기가 감지한 뮤온 입자의 상대적 좌표를 확인했지. 그 결과, 지하에서 사람이 이동한 경로와 뮤온 입자의 경로가 거의 비슷하게 나타나 높은 정확도를 달성했어.

 

GPS와는 어떤 점이 달라? 

 

일반적으로 위치를 확인하는 데는 GPS가 사용돼. GPS는 4개의 인공위성으로부터 나오는 전파를 분석해 나의 현재 위치를 알아내지. 하지만 GPS가 사용하는 전파는 투과력이 낮아 건물 안, 지하는 물론이고 높은 건물 같은 장애물에 쉽게 막혀 위치를 파악할 수 없다는 문제가 있어. 다나카 히로유키 교수는 “뮤온을 이용하면 GPS의 단점을 극복하고 지하와 실내는 물론 물속에서도 작동하는 위치 확인 시스템을 만들 수 있다”고 설명했어. 


어떻게 활용될 수 있을까?

 

연구팀이 개발한 무선 뮤온 위치 확인 시스템은 수중에서 작업하는 로봇을 탐색하거나 지하에서 자율주행차의 길을 안내하는 데 활용될 수 있어. 건물이나 광산이 무너졌을 때 실종자를 수색하는 데 사용돼 인명 피해를 예방할 수도 있지. 하지만 아직 상용화될 만큼 정확도가 높지는 않아. 측정된 값이 실제 위치와 2~25m 정도 차이났거든. 다나카 히로유키 교수는 “1m 오차 범위의 정확도를 달성하기 위해 연구를 이어갈 계획”이라고 말했어. 

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2023년 14호 어린이과학동아 정보

  • 배하진 기자

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