지구상에서 가장 강력한 X선 레이저 LCSC-II 완공

 (The LCLS-II upgrade lets the world's most powerful X-ray laser fire a million bursts per second, each one up to 10,000 times brighter than those of its predecessor. Credit: SLAC National Accelerator Laboratory)

(A cross-section illustration of one of LCLS-II's cryomodules. As electrons move through a series of niobium cavities, an oscillating electrical field transfers energy to them, accelerating them to near the speed of light. Credit : Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory)

 스탠포드 대학의 강력한 X선 레이저인 Linac Coherent Light Source (LCLS)가 초전도 업그레이드 통해 세상에서 가장 강력한 X 선 레이저로 거듭났습니다. 

 LCSC-II 는 강 X선 자유전자 레이저 hard X-ray free-electron laser (XFEL)라는 종류의 장치로 주 목적은 세포나 분자처럼 매우 작은 물체의 고해상도 이미지를 얻는 것입니다. 이 장치의 원리는 1세대와 동일합니다. 우선 긴 파이프 안에서 전자가 생성된 후 가속됩니다. 그 후 전자는 언듈레이터 모듈 (undulator module) 안에서 강력한 X선 레이저를 내놓고 소멸됩니다. 

(SLAC Recent History: The creation of a powerful X-ray laser)

 1세대 LCSC는 구리를 이용해 상온에서 전자를 가속했습니다. 2세대는 크라이오모듈 은 2K의 초저온 상태에서 전자를 가속해 10000배나 밝은 X선 레이저를 만듭니다. 1세대가 초당 120회 레이저를 발사할 수 있는 반면 2세대는 초당 100만번 발사가 가능합니다. 따라서 세포나 바이러스의 이미지를 더 고해상도로 얻을 수 있을 뿐 아니라 더 짧은 시간 동안 발생하는 변화를 관측할 수 있습니다. 참고로 니오븀 금속이 초전도체로 사용됩니다. 

 LCSC-II는 강 X선 레이저를 발사하는 장치이지만, 사실 소프트 X선 생성도 가능합니다. 전자는 주로 분자를 원자 단위까지 구조를 분석할 수 있고 후자는 원자와 분자 사이의 관계를 분석할 수 있습니다. LCSC-II는 올해 말부터 가동에 들어갈 예정입니다. 본격 가동에 들어가면 여러 과학 분야에서 획기적인 성과가 기대됩니다. 

 참고 

https://newatlas.com/science/lcls-ii-worlds-most-powerful-x-ray-laser/