고든 앤 베티 무어 재단, 스탠포드 대학과 국제 협력 파트너에 1350만 달러 수여···입자 가속기 과학 발전 지원

‘액셀러레이터 온 어 칩’의 워킹 프로토타입화 위한 노력 뒷받침

뉴스 제공

2015-11-20 13:40

팔로 알토, 캘리포니아--(Business Wire / 뉴스와이어)--고든 앤 베티 무어 재단(Gordon and Betty Moore Foundation)이 스탠포드 대학교(Stanford University)와 그 국제 협력 파트너에 1350만 달러를 수여했다. ‘액셀러레이터 온 어 칩’(accelerator-on-a-chip)으로 명명된 혁신적인 입자 가속기 설계를 완벽한 기능의 확장형 워킹 프로토타입으로 만드는 작업을 지원하기 위해서다. 레이저로 구동되는 입자 가속기는 구축 비용이 저렴하고 현재의 인프라 문제를 극복할 수 있으며 과학계에 보다 광범위한 접근을 지원하는 새로운 입자와 광자 소스를 제공함으로써 물리학계와 일반 과학에 엄청난 영향을 미칠 수 있다.

이 스마트 보도자료는 멀티미디어를 제공한다. 보도자료 전문은 아래 링크 참조.
http://www.businesswire.com/news/home/20151119005402/en/

가속기의 워킹 프로토타입을 제시하려는 국제적 노력은 이 프로젝트의 두 책임 연구자인 스탠포드 대학교의 로버트 바이어(Dr. Robert Byer) 박사와 프리드리히 알렉산더 에를랑겐-뉘른베르크 대학교(Friedrich-Alexander University Erlangen-Nuremberg)의 페터 호멜호프(Peter Hommelhoff) 박사가 2013년 각각 ‘네이처’(Nature, http://goo.gl/Blo4D6)와 ‘피지컬 리뷰 레터스’(Physical Review Letters, http://goo.gl/vSxCJH)에 발표한 두 실험에 기반하고 있다.

바이어 박사와 호멜호프 박사는 더 작고 저렴한 가속기를 제작하고자 하는 희망 하에 각각 레이저 구동 입자 가속기의 소형화 가능성을 보여줬다. 바이어 박사 팀은 석영 유리로 만들어진 격자형 구조의 소형 장치에 고에너지 전자를 주입했다. 이들은 정교하게 설계된 이 구조에 레이저 광의 펄스를 쏘았으며 이는 기존 가속기에 비해 10배 이상의 전자 가속을 달성했다. 호멜호프 연구팀은 같은 접근 방식으로 레이저가 낮은 에너지의 비상대론적 전자를 가속하는 데 사용될 수 있음을 입증했다. 두 결과는 소형 입자 가속기에 대한 가능성을 열었다. 간단한 동영상(https://goo.gl/lAAsra)에서 ‘액셀레이터 온 어 칩’의 작동 방식을 확인할 수 있다.

로버트 L 바이어 스탠포드대 응용물리학과 교수 겸 프로젝트 공동 책임 연구자는 “우리가 제안한 혁명적 설계를 기반으로 이 프로토타입은 차세대 ‘탁상형’ 가속기의 새로운 장을 마련할 수 있다”며 “이는 생물학과 재료 분야의 예상치 못한 발견을 가능케 하고 보안 스캐닝, 의학 치료 및 X에이 영상에 적용할 수 있는 가능성을 지니고 있다”고 설명했다.

이 프로젝트에는 가속기 물리학, 레이저 물리학, 나노광학, 나노 제조 분야의 세계적 전문가들이 함께 하고 있으며 5년 안에 현재의 입자 가속기에 비해 크기 정도가 작은 전자 및 X레이 소스를 구현할 실용적인 확장형 프로토타입 가속기를 개발하기 위해 노력하고 있다. 스탠포드 대학교와 프레드리히-알렉산더 대학교의 주도와 함께 캘리포니아 주 멘로파크의 SLAC 국립 가속기 연구소(SLAC National Accelerator Laboratory), 독일 함부르크 소재 DESY(Deutsches Elektronen-Synchrotron), 스위스 빌리겐 소재 폴쉐르 연구소(Paul Scherrer Institute) 등 국가 연구기관 3곳이 포함된 국제적 협력이 이뤄지고 있다. 또한 UCLA, 퍼듀 대학교(Purdue University), 함부르크 대학교(University of Hamburg), 스위스 로잔공과대학(Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne), 다름슈타트 공과대학(Technical University of Darmstadt) 등 대학교 5곳과 산업 분야 파트너인 테크-X 코퍼레이션(Tech-X Corporation)도 함께 하고 있다.

입자 가속기는 지난 75년 간 물리학, 화학, 생물학, 의학의 필수 도구가 되어 왔으며 노벨상을 수상한 다수 발견을 이끌었다. 비용(수십 억)과 크기(길이 수 마일)를 줄이고 과학자들에게 더 많은 접근을 제공할 새로운 가속기 기술 없이는 입자 물리학 분야와 생물물리학 분야는 정체될 수 있다.

페터 홈멜호프 프레드리히-알렉산더대 물리학 교수 겸 프로젝트 공동 책임 연구자는 “가속기 소형화의 영향은 컴퓨터의 진화에 비견할 수 있다”며 “과거 방 전체를 차지했던 컴퓨터는 이제 손목에 착용할 수 있을 만큼 작아졌다”고 설명했다. 이어 “이 같은 발전은 과거 해당 자원에 접근할 수 없었던 지역과 커뮤니티로 입자 가속을 확대할 수 있으리라는 의미”라고 덧붙였다.

발견의 가능성은 과거 어느 때보다도 크지만 과학을 위한 정부, 업계, 자선 단체의 약정과 자금 지원은 미래로의 발전에 박차를 가하기 위해 현재 필요한 액수에 크게 못 미친다. 자선 단체가 이 격차를 완전히 메꿀 수는 없지만 고든 앤 베티 무어 재단은 미래 세대에 큰 영향을 미칠 수 있는 혁신에 불을 지필 기초 연구 투자의 중요성을 믿고 있다. 이 재단은 과학 연구 및 기술 개발을 포함한 과학 분야에 자금을 지원하는 세계 최대의 민간 단체 중 하나로 지난 15년간 11억 5000만 달러 이상을 투자했다.

로버트 커쉬너(Robert Kirshner) 고든 앤 베티 무어 재단 과학프로그램책임자(박사)는 “멋진 아이디어를 추구하는 굉장한 과학자들이 액셀러레이터 온 어 칩 연구를 진행하고 있다”며 “이들이 개념 검증에서 워킹 프로토타입으로 이행할 때 그들이 성공했음을 알게 될 것”이라고 말했다. 그는 “이 연구는 무모할 수 있지만 무어 파운데이션은 새로운 접근 방식이 과학의 일대 진전을 위한 가능성을 지니고 있다면 리스크를 두려워하지 않는다”고 강조하고 “엄청난 결과를 얻기 위한 소형화는 고든 무어가 마이크로일렉트로닉을 위해 했던 일이기도 하다”고 덧붙였다.

고든 앤 베티 무어 재단은 혁신적인 과학적 발견, 환경 보호, 환자 치료 성과 개선, 베이 에어리어(Bay Area) 특성 보존을 장려하고 있다. 자세한 정보는 웹사이트(www.moore.org) 또는 SNS 팔로우(@MooreFound)를 통해 볼 수 있다.

비즈니스 와이어 (businesswire.com) 원문 보기: http://www.businesswire.com/news/home/20151119005402/en/

[이 보도자료는 해당 기업에서 원하는 언어로 작성한 원문을 한국어로 번역한 것이다. 그러므로 번역문의 정확한 사실 확인을 위해서는 원문 대조 절차를 거쳐야 한다. 처음 작성된 원문만이 공식적인 효력을 갖는 발표로 인정되며 모든 법적 책임은 원문에 한해 유효하다.]