초신성 폭발 시 방출되는 중성미자를 관측해 노벨물리학상을 수상한 카미오칸데에 사용된 PMT를 도쿄대학교 혼고캠퍼스에서 전시하고 있는 모습을 찍어보았습니다. 중성미자는 물 속을 진행하면서 약한 상호작용을 통해 전하를 띤 입자를 만들어내거나 튕겨내는데, 이 입자가 매우 빠르게 진행하며 물이 분극되었다가 돌아오는 과정에서 체렌코프 빛을 방출합니다.
이를 통해 중성미자의 존재를 간접적으로 검출하는 것입니다. (2002년, 2015년 노벨물리학상) 방사선 검출, 형광 수명 측정, 우주선 검출처럼 매우 약한 신호(빛)을 측정해야 할 때는 PMT(광전자 증배관, photomultiplier tube)를 이용하여 신호를 증폭해야 합니다. 먼저, 광자가 입사하면 광전 효과에 의해서 광전자가 발생합니다.
이 전자를 높은 전압으로 가속시켜서 계속해서 더 많은 광전자를 발생시키면 신호를 증폭시킬 수 있습니다. 이 과정을 반복하여 기기가 검출할 수 있는 스케일의 신호를 만들어내는 것이죠.
너무 많은 광자가...
