아버지의 아이였던 입자가속기와의 이별

지난 주 아르곤 국립 연구소(Argonne National Laboratory)의 기술자들은 APS(Advanced Photon Source)로 알려진 입자 가속기를 분해하기 시작했습니다. APS는 1995년 이후로 그 주위 1.1km의 고리가 세계에서 가장 밝은 엑스레이 소스 중 하나로 빛나고 있습니다. 매년 다양한 분야의 거의 6000명의 과학자에게 서비스를 제공하는 이 시설의 끝은 거의 없습니다. 1년 안에 작업자들은 전자 가속기를 APS의 출력 X-선 빔의 강도를 500배로 높이는 새로운 가속기로 교체할 것입니다. 주요 과학 시설이 활력을 되찾게 될 것입니다. 그것은 드문 일이 아닙니다.

하지만 개인적으로 원래 APS의 해체는 강한 감정을 불러일으킵니다. 나의 아버지 조양래는 시카고 외곽에 있는 에너지부(DOE) 연구소인 아르곤에서 평생을 보낸 가속기 물리학자였습니다. 40년 전, 그는 기계의 개념 설계를 수립하는 소규모 팀을 이끌었습니다. 내 생각에는 그것은 그의 아기였습니다. 아버지가 2015년에 82세의 나이로 돌아가셨을 때(뇌졸중 4년 후), 나는 아버지가 그 가속기에서 살아계신다는 생각에 위안을 얻었습니다. 이제 그것도 사라질 것입니다.

1980년대 초, 아버지가 가속기에 대해 고민하기 시작했을 때 저는 십대였습니다. 나는 그를 매우 사랑했지만 많은 사람들이 그러하듯 아버지와도 복잡한 관계를 갖고 있었습니다. 그는 폭군적이고 까다롭고 자기중심적이며 멀리 떨어져 있을 수 있습니다. "나는 당신이 최고라면 당신이 무엇을 하든 상관하지 않습니다. "그는 나나 내 두 형제 중 한 명에게 말하고 우리를 스스로 허둥지둥하게 내버려 두었습니다. 당시 APS는 그의 시간과 정신을 사로잡은 신비한 존재였습니다.

나는 아버지를 따라 물리학을 공부했고 결국 박사 학위를 취득했습니다. 그러나 나의 길은 나를 과학 저널리즘으로 이끌었습니다. 지난 20년 동안 나는 원자 분쇄기와 중력파 탐지기부터 X선 레이저와 중성자 발생원에 이르기까지 많은 대규모 과학 시설에 관해 글을 썼습니다. 나는 아무것도 만들어 본 적이 없지만, 종종 이렇게 놀라운 기계를 만드는 데 무엇이 필요한지에 대해 몇 가지를 배웠습니다. 그리고 그것은 제가 아버지를 더 잘 이해하는 데 도움이 되었습니다.

"그는 탁월하고 비전이 있는 가속기 물리학자였으며 아르곤과 다른 곳에서 많은 대형 기계를 변형시켰습니다."라고 여전히 기관에 자문을 제공하고 있어 이름을 밝히지 말라고 요청한 한 전 DOE 관계자는 말했습니다. "그는 또한 훌륭한 동료이자 교사였습니다." 나는 아버지와 여러 번 의견 충돌을 겪었기 때문에 그 마지막 평가에 놀랐습니다. 하지만 그의 작업을 생각하면서 나는 두꺼운 억양과 불 같은 성격을 지닌 한국 이민자가 어떻게 독특하고 까다로운 분야에서 성공할 수 있었는지 감사하게 되었습니다.

전 세계의 다른 70개 엑스레이 싱크로트론과 마찬가지로 APS는 귀찮은 것을 재료 연구를 위한 강력한 리소스로 전환합니다. 긴 진공관 내에서 전자를 높은 에너지와 빛에 가까운 속도로 가속하는 동시에 자석이 전자를 링 주위로 조종합니다. 순환하는 전자빔은 마치 젖은 수건이 머리 위에서 빙글빙글 돌면서 물방울을 던지는 것처럼 엑스레이를 방출합니다. 그 싱크로트론 방사선은 전자의 에너지를 약화시키므로 입자물리학 실험을 위해 가속기를 제작했을 때 그것은 피할 수 없는 낭비였습니다.

1960년대에 과학자들은 흡수 스펙트럼을 측정하여 전자 가속기에서 나오는 X선 방사선을 연구 재료로 빨아들이기 시작했습니다. 최초의 주요 전용 소스는 다음 10년에 등장했습니다. APS는 프랑스 그르노블의 ESRF(유럽 싱크로트론 방사능 시설) 및 일본 효고의 SPring-8 시설과 함께 더 크고 더 높은 에너지의 3세대 광원의 물결을 주도했습니다. 이전 소스와 비교하여 Argonne 기계는 훨씬 더 강력한 X-선을 생성하는 더 작은 전자빔을 생성했습니다. 또한 물질의 원자 규모 구조를 조사하는 데 이상적인 0.1나노미터보다 짧은 파장을 갖는 하드 엑스레이 영역으로 진출했습니다. 그것은 12시간마다가 아니라 30초마다 전자를 보충하여 엑스레이 빔의 강도를 안정적으로 유지했습니다.