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.
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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