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2012년 4월 28일 토요일

100 테슬라급 자기장 도달




 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위) 


 의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다. 


 이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다. 



(  The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse. )


 이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은 

  • Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states
  • Electronic Structure determination
  • Topologically protected states of matter

 로 요약할 수 있다고 합니다. 


 아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체 자기장의 에너지는 이것과는 비교도 안되게 큼) 것입니다. 과학자들은 이를 통해 입자세계를 탐험할 나노 스케일의 현미경을 얻은 것과 같다고 합니다.  


 향후 초전도현상에 대한 이해와 양자 역학 관련 연구, 초저온 및 아주 높은 자기장 하에서의 특수 물리학 연구등 여러 연구에서의 응용이 기대되고 있습니다. 







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