ASU 연구원들은 다이아몬드를 전력으로 사용합니다

편집자 주: 이것은 ASU의 소형 X선 자유 전자 레이저를 연구하는 연구원들을 소개하는 5부작 시리즈 중 네 번째 기사입니다. 다른 기사 읽기: Petra Fromme 리전트 교수, CXFEL 연구소 수석 과학자 William Graves, CXFEL 연구소 이사, Robert Kaindl 및 CXFEL 수석 엔지니어 Mark Holl과의 Q&A.

학부생으로서 Sam Teitelbaum은 물리학을 매우 좁게 보았습니다. Sam Teitelbaum 조교수 전체 이미지 다운로드

"이제 나는 물리학이 어디든 가지고 다닐 수 있는 도구이며, 다양한 문제에 접근하는 데 사용할 수 있는 사고방식이라는 것을 깨달았습니다."라고 그는 말합니다.

Teitelbaum은 애리조나 주립대학교 바이오디자인 연구소에서 소형 X선 장비를 제작하는 작업에 이러한 접근 방식을 적용했습니다. 물리학과 조교수이자 응용 구조 발견을 위한 바이오디자인 센터의 핵심 멤버인 Teitelbaum은 소형 X선 자유 전자 레이저(CXFEL)의 설계를 안내하는 데 도움을 주고 있습니다.

이 Q&A에서 Teitelbaum은 자신의 영향과 열정, ASU로의 여정, 그리고 학부생으로서 물리학에 대한 그의 큰 질문 중 일부가 어떻게 CXFEL을 통해 원점으로 돌아오고 있는지 자세히 설명합니다.

질문: CXFEL Labs에서 귀하의 역할은 무엇입니까?

답변: 공식적으로 저는 CXFEL 제안에서 양자 재료 응용 프로그램의 설계를 담당하고 있습니다. 저는 또한 CXFEL 레이저 시스템의 하위 세트, 특히 추월 기하학을 담당하고 있습니다.

비공식적으로 저는 문제 해결을 좋아하는 실험가로서 활동하고 있습니다. 즉, 저는 매일 CXFEL 연구실에서 학생들이 레이저 작업을 하거나 장비를 만드는 것을 돕고, 도움을 주기 위해 옆에 있다는 뜻입니다. 연구실에 있는 것에는 중력이 작용합니다. 악기가 너무 많고, 대규모 국립 연구실과 달리 모든 악기를 가지고 작업할 수 있고 학생들에게 사용법을 가르칠 수 있습니다. 정말 재미있는 곳이에요.

Q: 팀에 어떤 전문 지식을 제공합니까?

ㅏ: 내 연구에서는 물질이 어떻게 변형되는지 이해하기 위해 자유 전자 레이저, 탁상용 레이저, 싱크로트론 등을 사용합니다. 물을 예로 들어보겠습니다. 얼음은 가열되면 녹습니다. 그러나 온도는 원자의 무작위 운동일 뿐이며 에너지는 소음으로 물질에 축적됩니다. 그리고 그 소음이 쌓이는 데에는 시간이 걸립니다. 우리의 장비를 사용하면 개별 분자가 작동하는 매우 빠른 시간 규모에서 물질을 관찰함으로써 물질의 특성에 대해 많은 것을 배울 수 있습니다. 우리는 잠재적으로 온도가 존재한다고 말할 수 없을 정도로 빠른 상전이라는 변형을 물질이 거치게 할 수 있습니다. 왜냐하면 소음이 쌓일 시간이 충분하지 않았기 때문입니다. 물질에는 온도가 필요하지 않다는 아이디어를 활용하여 물질의 새로운 단계를 만들 수 있습니까?

그래서 제가 CXFEL에 가져온 것은 소형 X선 광원의 설계를 안내하고 탁상용 레이저와 싱크로트론을 사용하여 수행한 실험을 여기 작업에 적용하는 실험가로서의 경험입니다.

Q: 학업 경력이 CXFEL Labs에서의 작업을 위해 어떻게 준비하셨나요?

ㅏ: 저는 MIT에서 박사 학위를 취득했으며, 더 나은 연구 자료를 위해 기본적으로 적시에 적절한 장소에 도달하도록 레이저 펄스를 형성하는 작업을 했습니다. 일반적으로 이러한 실험을 수행할 때 재료가 레이저 펄스에 닿기 전의 상태로 돌아가기를 원합니다. 왜냐하면 우리는 실험을 수백만 번 반복하기를 원하기 때문입니다. 이전 상태로 돌아오지 않는다면 하나의 레이저 펄스에서 필요한 모든 정보를 얻을 수 있는 방법을 찾아야 합니다.

하나의 레이저 펄스에서 재료에 대한 모든 정보를 얻기 위해 제가 사용했던 것과 동일한 종류의 기술이 CXFEL에서 레이저 언듈레이터를 구축하는 데에도 사용되는 것으로 나타났습니다. 레이저 펄스를 체조에 사용하는 것은 매우 유용한 개념으로, 재료 조작부터 유용한 정보 추출에 이르기까지 모든 작업을 수행할 수 있습니다.