세계 최소 입자 가속기, 미래의 의료 혁신을 약속하다


독일의 과학자들이 세계에서 가장 작은 입자 가속기를 성공적으로 발사했다. 이 기술적 성과는 약화폐의 크기로, 인체 내에서 사용될 수 있는 다양한 응용 프로그램의 문을 열 수 있다. 이 새로운 기계, 나노 광자 전자 가속기(NEA)는 수천 개의 개별 “기둥”으로 구성된 아주 작은 진공관을 포함하는 작은 마이크로칩으로 구성되어 있다.

NEA의 주요 가속관은 대략 0.02 인치(0.5 밀리미터) 길이로, 스위스의 CERN의 대형 하드론 충돌기(LHC)로 구성된 16.8 마일(27 킬로미터)의 링보다 54백만 배 더 짧다. 이것은 세계에서 가장 크고 가장 강력한 입자 가속기로, 힉스 보손(또는 신의 입자), 유령 중성자, 매력 중간자 및 신비한 X 입자를 포함한 다양한 새로운 입자를 발견했다.


LHC는 입자를 빛의 속도의 약 99.9%로 가속시키는 자기장을 생성하기 위해 9,000개 이상의 자석을 사용한다. NEA도 자기장을 생성하지만, 진공관의 기둥에 빛 빔을 발사하여 에너지를 정확한 방식으로 증폭시키는 방식으로 작동한다. 그 결과로 생성된 에너지 필드는 훨씬 약하다.

나노 광전자 가속기는 밀리미터 길이의 아주 작은 가속관을 수용하는 마이크로 칩으로 구성되어 있다 ⓒFAU/Laser Physics


NEA에 의해 가속된 전자는 LHC에 의해 가속된 입자의 에너지의 백만 분의 일만을 가지고 있다. 그러나 연구자들은 대체 재료를 사용하거나 여러 튜브를 서로 옆에 쌓아서 입자를 더욱 가속시킬 수 있다고 믿고 있다. 그들은 이러한 가속기를 만드는 주요 목표가 암 세포를 죽이는 데 사용되는 더 해로운 방사선 치료 형태를 대체할 수 있는 표적 의료 치료에서 가속된 전자에 의해 주어진 에너지를 활용하는 것이라고 말한다.


“꿈의 응용 프로그램은 몸 안의 영향을 직접 받는 부위에 방사선 치료를 투여하기 위해 내시경에 입자 가속기를 배치하는 것이 될 것”이라고 연구의 주요 저자인 Tomáš Chlouba 박사는 말했다. 그러나 이것은 아직도 멀었다고 그는 덧붙였다.

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