1mm 이하의 초소형 가속기

대형 가속기와 같은 가속 효율을 가진 극소의 전자 가속기가 개발되었다.

전자와 양성자 같은 작은 입자를 가속하는 기기를 가속기라 한다. 가속기는 소립자의 성질을 탐구하는 실험에 덧붙여 공업과 의료 등 광범위한 분야에서 이용되고 있다. 공업과 의료 분야에서 사용되는 가속기는 그 크기가 수 m부터 100m이다. 한편 실험용 가속기는 수 km에서 수십 km라는 거대한 크기이다. 최근 용도를 확대하기 위해 1mm도 되지 않는 극소의 가속기를 개발하고 있다.

독일 에를랑겐 및 뉘른베르크에 있는 프리드리히 알렉산더 대학교의 클로바(Tomas Chlouba) 박사는 전체 길이 500um, 폭 225nm(1nm는 10억분의 1m)라는 초소형 전자 가속기 개발에 성공했다.

이 크기는 길이가 1센트 동전 지름의 약 40분의 1. 폭이 머리카락 굵기의 약 1000배에 해당한다. 이 가속기는 길이가 약 20um인 ‘가속 공동(速空洞)’이라는, 전자를 가속하기 위한 부품 을 26개 연결해 만들었다.

이 가속기로 전자를 가속시킨 결과, 28.4eV였던 전자의 에너지가 40.7keV가 되었다. 이것은 대형 가속기와 동등한 가속 효율이다.

전자 가속기가 소형화되면 더 많은 응용을 기대할 수 있다고 연구팀은 말했다.

출전: Nature. 2023년 10월 18일

출처: 뉴턴 2024-02