중국과학원 상하이응용물리연구원에서 개발한 중국 최초의 X선 자유전자 레이저 사용자 장치-상하이 소프트 X선 자유전자 레이저 장치(SXFEL)가 최초로 “워터 윈도우(Water Window)” 파장대 X선 레이저를 달성하여 중국의 관련 분야의 격차를 메웠다. 이는 중국이 소프트 X선 자유전자 레이저 개발에서 국제 선진 순위에 진입했음을 의미한다.

현재 소프트 X선 자유전자 레이저 장치는 전 세계적으로 3대 밖에 없다(다른 2대는 독일의 FLASH 장치와 이탈리아의 FERMI-FEL 장치) . 그중, SXFEL의 출력 파장이 가장 짧다. 소프트 X선의 파장은 1나노미터에서 10나노미터 사이이며, “워터 윈도우”는 2.3나노미터에서 4.4나노미터 범위의 소프트 X선이다. 해당 파장대에서 물은 X선에 투명하다. 즉, 해당 파장대의 X선은 물을 순조롭게 뚫을 수 있는 반면, 다른 파장대의 X선은 물에 쉽게 “흡수”될 수 있다.

또한, X선 자유전자 레이저는 매우 “빠른” 특성을 가지어 생체 생물세포의 마이크로이미징에 응용되는 등 중요한 과학적 응용 가치를 가진다. 기존의 기술은 생세포에 “복사”됨과 동시에 세포를 사멸하여 사멸된 세포 상태만 포착할 수 있지만, “워터 윈도우” 파장대의 X선 자유전자 레이저는 충분히 빠르고 강한 특성을 보유하기에 사멸되기 전의 생세포 상태를 포착할 수 있어 생세포의 진정한 구조를 연구할 수 있다.

또한, “워터 윈도우” 파장대의 X선은 초고속 화학, 초고속 물리학, 원자 및 분자 광학 및 관련 실험에 응용할 수 있다.

정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/5/457574.shtm