세계에서 가장 강력한 X-ray 레이저 출시 준비 완료

2023년 초, 환상적인 장치는 과학자들에 의해 지구 표면 아래 깊은 터널로 발사될 것입니다. 그들이 개발한 X선 레이저는 원자와 분자의 세계를 엿볼 수 있게 해줄 것입니다.

지금은 LCLS-II라고 하는 업그레이드된 X선 레이저 Linac Coherent Light Source(LCLS)에 대해 이야기하고 있습니다. 이 장치는 지금까지 달성된 것 중 가장 밝은 X선을 방출할 수 있습니다. 연구원들은 이것이 이전에는 불가능했던 세부 수준으로 원자와 화학 분자를 볼 수 있게 해줄 것이라고 말했습니다.

첫 번째 LCLS 레이저가 초당 100개의 X선 펄스를 방출할 수 있었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 반면 LCLS-II는 초당 백만 개의 펄스를 방출할 수 있을 뿐만 아니라 각 펄스는 LCLS에서 방출하는 펄스보다 10배 더 밝습니다. 덕분에 과학자들은 질적으로 새로운 수준의 개발에 도달할 것입니다.

LCLS-II는 어떻게 생겼습니까?

전체 장치는 3km 길이의 금속 파이프입니다. 한편으로 과학자들은 자외선을 사용하여 구리판에서 전자를 떼어낸 다음 전자파 펄스로 전자를 빛의 속도에 가까운 속도로 가속합니다. 이러한 방식으로 가속된 전자는 몇 밀리미터 간격으로 배치된 일련의 수천 개의 자석을 통해 날아갑니다.

이 자석에 의해 생성된 자기장은 비행 전자에 작용하여 초당 최대 백만 개의 X선 펄스를 방출합니다. 현대화 과정에서 과학자들은 파이프 내부의 구리 코팅을 -271° C로 냉각된 니오븀 코팅으로 교체해야 했습니다. 파이프 전체를 녹이기만 하면 됩니다.

왜 그런 레이저가 필요할까요? X선은 원자 크기에 가까운 파장을 가지므로 화합물 분자의 개별 원자 이미지를 얻을 수 있습니다. 또한 LCLS-II의 도움으로 화학 결합이 어떻게 형성되고 끊어지는지 관찰할 수 있습니다. 우리는 화학 분자의 진화를 보여주는 그런 영화를 본 적이 없습니다.

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