1931년물리학
사이클로트론 발명
어니스트 로런스가 자기장을 이용해 입자를 나선형으로 반복 가속하는 사이클로트론을 발명해 핵물리학 실험의 새 시대를 열었다.
“작은 원을 수천 번 돌며 에너지를 모으면 원자핵도 쪼갤 수 있다.”
이야기의 시작
커다란 직선 가속기 대신, 원을 그리며 도는 입자를 조금씩 밀어주면 어떨까?
발견 전
원자핵 실험을 위한 고에너지 입자를 만들려면 수십 미터의 직선 가속기가 필요해 엄두도 못 냈다.
질문
자기장 안에서 원운동하는 입자를 전기장으로 반복 가속하면 작은 장치로도 높은 에너지에 도달할 수 있지 않을까?
발견
로런스는 자기장에서 하전 입자의 회전 주파수가 속도와 무관하다는 사실을 이용해, 고정 주파수 교류 전압으로 입자를 계속 밀어 줄 수 있음을 구현했다. 첫 사이클로트론의 지름은 불과 11 cm였다.
당시 반응
물리학자들은 탁자 위에 올라가는 장치가 수백만 전자볼트를 만들 수 있다는 사실에 놀랐다.
세상이 바뀐 점
사이클로트론은 핵반응 연구와 방사성 동위원소 생산에 혁명을 일으켰고, 의학용 PET 스캐너의 핵심 장치로 발전했다.
오늘날
세계 병원 수백 곳에서 사이클로트론이 암 진단용 방사성 의약품을 매일 생산한다.