Urca 과정

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Urca 과정이란, 중성자별이나 백색 왜성이 차가워지는 과정 중 하나라고 생각되는, 중성미자 방출 반응이다. 이 과정은 George GamowMário SchenbergRio de Janeiro에 있는 Cassino da Urca라는 카지노에 방문했을 때 처음으로 토론하였다. Schenberg가 Gamow에게 "초신성에 있는 원자핵의 에너지가 사라지는건 룰렛 테이블에 있는 돈이 없어지는 것만큼 빠르다."라고 말했다고 알려져 있다. 한편, Gamow가 살던 남쪽 러시아 속어로 urca (урка)는 강도나 깡패를 의미한다.[1][2]

직접적인 Urca 과정은 중성자를 방출하는 가장 단순한 과정이며 중성자별이 차가워지는 데 중심적인 역할을 한다고 여겨진다. 이 과정의 일반적인 형태는 다음과 같다.

위 식에서 강입자, 경입자를 나타내고 은 각각 경입자 반중성미자중성미자를 나타낸다. 강입자는 핵자(자유롭거나 속박되어있는 핵자), (람다), (시그마), (캐스캐이드)와 같은 하이퍼론이나 동중 원소일 수 있다. 경입자전자뮤온이다.

특히 Urca 과정은 백색 왜성이 차가워지는 과정에서 중요하다. 이 과정에서는 경입자(보통 전자)가 이온의 원자핵에 흡수되고 대류에 의해 별의 중심에서 바깥쪽으로 이동한다. 그 다음 베타 붕괴가 일어난다. 이때 생성된 원소가 대류로 다시 별의 안쪽으로 이동하는 과정이 많이 반복된다. 이 과정에서 방출된 중성미자가 다시 흡수될 가능이 낮고 그렇기 때문에 이 과정이 백색 왜성을 차갑게 만드는데 효과적이다.[3]

Urca 과정은 중성자별을 식하는데도 중요한 역할을 한다. 직접적인 Urca 과정이 진행중인 핵을 가진 중성자 별이라면 차가워지는데 걸리는 시간 척도가 크게(many orders of magnitude) 짧아진다.[4]

참고 문헌[편집]

  1. D. Darling. “Urca process”. 《The Internet Encyclopedia of Science》. 2010년 3월 2일에 확인함. 
  2. D. K. Nadyozhin (1995). “Gamow and the physics and evolution of stars”. 《en:Space Science Reviews74 (3–4): 455–461. Bibcode:1995SSRv...74..455N. doi:10.1007/BF00751432. 
  3. M. Brueggen; A. Kercek (2000년 1월 10일). “The convective URCA process in white dwarfs”. en:Max Planck Institute. 2010년 1월 12일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2010년 2월 5일에 확인함. 
  4. P. Haensel (1995). “Urca processes in dense matter and neutron star cooling”. 《en:Space Science Reviews74 (3–4): 427–436. Bibcode:1995SSRv...74..427H. doi:10.1007/BF00751429.