비파괴 이미징에서 컴퓨터 칩 제조에 이르기까지 사람들은 물리학을 거스르는 것처럼 보이는 준입자의 특성을 활용할 수 있습니다. 국제적인 과학자 팀이 초강력 광원을 개발하기 위해 방사선 물리학의 기본을 재편하기 시작했습니다.Nature Photonics에 발표된 새로운 연구에서 Instituto Supérieur de Portugal(IST), 로체스터 대학교, 로스앤젤레스 캘리포니아 대학교, 프랑스 광학 응용 연구소의 연구원들은 준입자를 사용하여 오늘날의 최첨단 광원만큼 강력하지만 더 작은 광원을 만드는 방법을 제안했습니다.
준입자는 여러 전자의 동기화된 움직임에 의해 형성된 특별한 실체입니다. 놀랍게도 그들은 빛의 속도보다 훨씬 더 빠른 속도로 날 수 있으며, 블랙홀 근처에서 발견되는 것과 유사한 비정상적으로 강한 힘을 견딜 수 있습니다.
"준입자의 가장 흥미로운 점은 단일 입자 물리학의 법칙이 허용하지 않는 방식으로 움직일 수 있다는 것입니다."라고 레이저 에너지 연구소의 수석 과학자이자 기계 공학과의 조교수이자 광학 연구소의 부교수인 John Palastro가 말했습니다.
고급 연구 및 잠재적 응용 Palastro와 그의 동료들은 European High-Performance Computing Joint Undertake에서 제공하는 슈퍼컴퓨터에서 고급 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하여 플라즈마 내 준입자의 고유한 특성을 연구했습니다. 그들은 바이러스 스캐닝을 위한 비파괴 이미징, 광합성과 같은 생물학적 과정 이해, 컴퓨터 칩 제작, 행성과 별의 물질 거동 탐구 등 준입자 기반 광원에 대한 유망한 응용 분야를 보고 있습니다.
이번 연구의 주 저자이자 IST 박사 과정 학생인 Bernardo Malaca는 "유연성이 엄청납니다."라고 말했습니다. "각 전자는 상대적으로 단순한 운동을 수행하지만, 모든 전자의 전체 방사선은 빛이나 진동 전자보다 빠르게 움직이는 로컬 전자가 없더라도 빛이나 진동 입자보다 빠르게 움직이는 입자의 방사선을 모방할 수 있습니다."
준입자 기반 광원은 부족하고 부피가 크며 대부분의 실험실, 병원 및 기업에서 실용적이지 않은 자유 전자 레이저와 같은 기존 형태에 비해 분명한 이점을 제공합니다. 본 연구에서 제안된 이론에 따르면, 준입자는 매우 짧은 거리만 이동하여 매우 밝은 빛을 생성할 수 있으며, 잠재적으로 전 세계 실험실에서 광범위한 과학 기술 발전을 촉발할 수 있습니다.