세계에서 가장 강력한 레이저 빔

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루마니아 탈레스 연구 센터에 있는 레이저 기계는 매우 짧은 시간 안에 최대 10페타와트의 전력에 도달할 수 있습니다.

이 연구 센터에는 세계에서 가장 강력한 레이저가 있습니다. 사진: AFP — 이 연구 센터에는 세계에서 가장 강력한 레이저가 있습니다. 사진: *AFP*

루마니아에 있는 한 연구 센터의 통제실에서 엔지니어 안토니아 토마는 세계에서 가장 강력한 레이저 빔을 작동시킵니다. 이 레이저 빔은 의학부터 우주까지 모든 것을 혁신할 것을 약속합니다. AFP가 3월 31일에 보도한 바에 따르면 루마니아 수도 부쿠레슈티 근처 센터에 있는 레이저 기계는 노벨상 수상 발명품을 이용하는 프랑스 회사인 탈레스가 운영하고 있다. 연구자 제라르 무루(프랑스)와 도나 스트리클랜드(캐나다)는 레이저의 힘을 이용해 안과 수술과 산업용으로 매우 정밀한 장치를 만든 공로로 2018년 노벨 물리학상을 수상했습니다.

벽 중앙에는 빛줄기가 나타나는 스크린이 가득 차 있었는데, 토마는 카운트다운을 시작하기 전에 일련의 지표를 확인했습니다. 유리의 반대편에는 빨간색과 검은색 상자가 길게 늘어서 있고 그 안에 레이저 시스템 두 개가 들어 있습니다. 연구 센터의 운영 규모는 엄청납니다. 이 시스템은 펨토초(1펨토초는 10억 분의 1초) 수준의 초단시간에 10페타와트(1페타와트는 1와트의 10의 15승)의 최대 전력에 도달할 수 있습니다. Thales의 레이저 솔루션 관리 이사인 프랑크 라이프라이히에 따르면, 엔지니어들은 이러한 뛰어난 성능을 달성하기 위해 450톤의 장비를 조심스럽게 조립해야 했습니다.

무루는 30년간 일했던 미국에서 유럽으로 프로젝트를 옮기기 위해 엄청난 여정을 떠난 뒤 감정이 북받쳤다고 고백했습니다. 이 프로젝트는 2000년대에 유럽연합의 대규모 ELI 인프라 프로젝트에서 시작되었습니다.

연구 센터가 들어선 첨단 건물을 짓는 데는 3억 5천만 달러가 들었고, 대부분 자금은 유럽연합에서 지원받았습니다. 테임즈는 이것이 루마니아에서 과학 연구에 대한 가장 큰 투자라고 말했습니다. 한편, 프랑스, 중국, 미국 등의 국가들은 훨씬 더 강력한 레이저를 생산하기 위한 자체 프로젝트를 추진하고 있습니다.

과학자들은 항상 더 강력한 레이저를 만드는 방법을 찾고 있습니다. 그러나 1980년대 중반, 그들은 광선의 증폭을 해치지 않고는 전력을 증가시키는 데 어려움을 겪는다는 문제에 부딪혔습니다. 그때 무루와 그의 학생이었던 스트릭랜드가 전력을 증가시키고 안전하게 증폭시키는 CPA(Chirped-Pulse Amplification)라는 기술을 발명했습니다.

이 기술은 초단 레이저 펄스를 늘리고 증폭한 다음 다시 압축하여 세계에서 가장 짧고 강력한 레이저 펄스를 만들어냅니다. CPA는 이미 안과 수술에 사용되었지만, 과학자들이 레이저 기술의 경계를 계속 넓혀갈 수 있는 길을 열어줄 수 있습니다. Mourou는 "우리는 이러한 유형의 초강력 펄스를 사용하여 암세포를 파괴하기 위해 훨씬 더 작고 저렴한 입자 가속기를 만들 것입니다"라고 말했습니다.

다른 잠재적인 응용 분야로는 방사성 활동의 지속 시간을 줄이거나 우주에 축적된 파편을 청소하여 방사성 폐기물을 처리하는 것이 있습니다. 무루는 지난 세기가 전자의 시대였다면, 21세기는 레이저의 시대라고 생각합니다.

안 캉 ( AFP/Phys.org 에 따르면)

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