자유전자레이저 1억 배로 높이는 장치 개발

종래 해석할 수 없던 단백질의 움직임을 해명하는 것이 가능해 ‘꿈의 빛’으로 불리는 ‘X선 자유전자레이저’(XFEL)의 세기를 1억 배까지 높일 수 있는 장치가 세계최초로 개발됐다.

일본 오사카대학과 이화학연구소는 “XFEL의 세기를 1억 배까지 높일 수 있는 길이 40cm의 대형집광기(영사기나 현미경과 같은 광학기기에서 광선을 원하는 방향으로 집중시키는 장치)를 개발했다.”고 지난 7일 발표했다.

자유전자레이저(FEL:Free Electron Laser)는 고에너지 전자빔을 이용해 강력한 빛을 발생시키는 차세대 레이저로 빛의 밝기가 태양의 약 1000조 배에 달해 단백질의 입체구조 해명과 신약개발에 도움을 줄 것으로 기대되는 최첨단 기술이다.

그러나 XFEL은 빛의 세기가 매우 강하고 파장이 짧기 때문에 종래의 집광기로는 효율적으로 빛을 모으기가 어려워 새로운 대형집광기의 개발이 요구돼왔다.

이번에 개발된 집광기는 이러한 문제점을 해결한 것으로 길이 40cm의 실리콘 판에 오사카대학의 표면가공기술과 이화학연구소의 초정밀연마기술을 접목시켜 만들어졌다.

새로 개발된 집광기를 이용할 경우 XFEL에서 방출되는 빛의 세기를 약 1억 배까지 높일 수 있을 것으로 연구팀은 예상하고 있다.

연구팀은 “이번 집광기개발로 2010년 XFEL시설의 완성과 동시에 실험이 가능하게 됐다.”며 “이는 자유전자레이저 분야에서 일본이 다른 나라보다 한발 앞서나가게 됨을 의미한다.”고 밝혔다.

이번 연구 성과는 미 과학저널 ‘리뷰 오브 사이언티픽 인스트루먼트’(Review of Scientific Instruments)에 게재됐으며 이번 달 열릴 국제 광전자공학회(SPIE) 연차회의에서 발표될 예정이다.

사진=아사히신문

서울신문 나우뉴스 김철 기자 kibou@seoul.co.kr