바로가기 메뉴
주요메뉴 바로가기
본문 바로가기
하단메뉴 바로가기

테마스토리

[제8편] Brookhaven(브룩헤이븐 연구소)를 빛낸 노벨상 수상자들

주요정보
  • About Brookhaven
    브룩헤이븐을 빛낸 노벨상 수상자들

    미국 브룩헤이븐 국립 연구소(Brookhaven National Laboratory。略:BNL)는 뉴욕 주에 있는 롱아일랜드 섬의 중부, 뉴욕에서 65마일 동쪽에 있는 서포크 군의 브룩헤이븐 타운에 위치한다. 이곳은 1,2차 세계대전 중 미 육군 기지가 있던 캠프 업튼 (Camp Upton) 부지에 1947년 BNL이 들어서면서 서서히 거대한 과학 타운으로 변모했다. 본래 원자력 에너지 위원회 (Atomic Energy Commission) 소유였으나 현재는 미국 에너지부 (United States Department of Energy, DOE) 산하이다. 개소하던 해부터 비영리 연구법인인 Associated Universities, Inc. (AUI)에서 운영해왔으나, 1998년 인근 소나무 숲지대 지하수층으로 트리튬이 유출되는 사고 이후로 운영 계약이 파기되어 지금은 스토니브룩 대학과 바텔 기념 재단이 동등하게 참여하는 브룩헤이븐 과학 연합 (Brookhaven Science Associates)에서 운영을 맡고 있다.

    미국 기상청 (National Weather Service)의 뉴욕 업튼 지부가 연구소 부지 내에 있다. 연구원, 기술직, 지원 인력 등을 포함하는 상주 직원이 3000명가량 되며 매년 4000여명의 방문 연구원들이 찾는다. 브룩헤이븐 국립 연구소에서 발견된 현상들로 지금까지 일곱번의 노벨상이 수여되었다. 설립 당시에는 원자력 연구 시설로 계획 되었으나 이후 연구 분야가 확장되어 현재는 원자력을 포함하여 고에너지 물리학, 물리화학 물질, 나노과학, 에너지 환경 연구, 국가 보안 및 핵무기 확산 방지, 구조 생물학, 전산 과학에 관한 기초적이고 응용된 연구를 수행하고 있다. 역사를 통해 브룩헤이븐 연구소는 7번의 노벨상 수상과 같이 과학과 사회의 발전을 이끄는 연구를 위해 3가지 연구 원자로, 수많은 특별한 입자 가속기 그리고 최신식 연구 시설을 제공하고 있다.

    펼쳐보기접어두기
  • Budget

    2012년 회계연도를 기준으로 브룩헤이븐 연구소의 자금은 총 $696 백만 달러였다. 2012년 일자로, 브룩헤이븐 연구소는 롱아일랜드에 거주하는 인구보다 98%이상인 3,100명의 사람들을 고용했다. 2009년 9월과 2012년 9월 사이 브룩헤이븐 연구소의 고용자들은 7%가량 증가했다. 2012년 회계연도 기준으로 브룩헤이븐 연구소는 $42.3백만 달러를 뉴욕 주 회사로부터 서비스와 상품에 사용하였고, $31.7백만 달러를 포함하여 롱아일랜드 회사로부터 매입했다. 이 소비는 대략 187 FTE 직업을 포함하여 직접적으로 대략 245 FTE를 지원했다. 2012년 회계연도에서 브룩헤이븐 연구소는 $ 47.4맥만 달러를 새로운 시설을 구축하고 기존의 것을 개조하는 데에 사용하였다. 총 예산 중 $45.8백만 달러는 롱아일랜드를 기반으로 한 계약에 지급된 $30.6달러를 포함하여 뉴욕 계약에 사용되다. 이 지출은 직접적으로 258명의 정규직을 지원 및 롱아일랜드 계약과 함께 174명의 정규직을 포함한 뉴욕 관련된 사업지원에 사용 된 것으로 추정된다.

    예산
    펼쳐보기접어두기
  • History

    태평양 전쟁이 끝나고 기지가 더 이상 필요 없어졌다. 2차 세계대전으로 흘러갈 무렵 이 기지는 쓰이지 않았지만 해체되지는 않았다. 어떻게 이 기지와 시설들을 최대한 활용할 수 있는가에 대한 수많은 제안들이 쏟아져 나왔고, 롱아일랜드의 청년들을 위해 직업 훈련 학교로 활용하자는 의견도 나왔지만 원자력의 평화적 사용을 위해 연구센터로 개조되었다. 그리하여 크고 엉성한 건물이였던 기지가 연구원들에게 활용될 시설을 갖추게 되었다. 그렇게 1947년 1월 브룩헤이븐 국립 연구소가 탄생했다.

    History
    펼쳐보기접어두기
  • Institute & Center

    브룩헤이븐 국립연구소는 세계 유일한 대형 시설, 최첨단 연구 시설들의 설계, 및 구조, 운영에 우수한 성과를 보이고 있다. 매년 세계 각 나라와 대학 및 연구소의 수천명의 과학자들이 물리, 화학, 생물학, 물질과학, 에너지의 기초 물질을 조사 하는데 이러한 시설들을 활용하며, 환경과 때로 교차점에서 발생하는 혁신적인 어플리케이션을 개발하는데 사용 되고 있다.

    • 상대론적 중이온 충돌형 가속기 (Relativistic Heavy Ion Collider)

      상대론적 중이온 충돌형 가속기는 초기 우주의 조건을 재탄생 시켜 과학자들이 빅뱅이 후에 존재하는 입자의 가장 핵심적인 구성요소를 관찰 할 수 있도록 입자를 충돌시킨다. RHIC를 활용하여 상대적 속도에 이온 활동을 충돌시켜 물리학자들이 빅뱅 이후에 우주에 존재했던 물질의 원시적 형태를 연구할 수 있게 한다. 회전 편광 양자를 충동시켜 편광의 회전구조를 관찰할 수 있다.

    • 국립 싱크트론 광원 (National Synchrotron Light Source-II)

      국립 싱크트론 광원은 X-ray, 자외선, 적외선의 강력한 빛줄기에서 발생하며 생물학 분자에서부터 반도체 장치까지 넓고 다양한 물질의 사진을 원자 수준만큼 정교하게 잡아내는 정교한 이미지 기술의 집합체를 만들어 낸다. NSLS-II는 브룩헤이븐의 CFN에 있는 연구원들에게 중요한 역할을 하는 나노미터 크기의 해상도를 갖고 있으며 NSLS에서 일부 연구를 진행했던 로더릭 매키넌(Roderick MacKinnon)이 2003년 뉴런의 이온 단위의 구조를 판독하여 노벨 화학상을 수상하였다. 벤카트라만 라마크리시난(Venkatraman Ramakrishnan)과 토마스 스타이츠(Thomas A. Steitz)는 NSLS와 다른 싱크트론 광원에서 x-ray결정학의 사용을 통해 원자분해능으로 리보솜을 이미징화 하여 노벨 화학상을 수상하였다.

    • 기능성 나노 물질센터 (Center for Functional Nanomaterials)

      기능성 나노 물질센터는 다섯 개의 나노 크기의 과학 연구 센터이다. 기능성 나노 물질 센터는 추구하던 특성과 기능을 갖추기 위해 원자 수준에 맞추는 것을 강조하여 나노 크기 물질의 연구와 제조에 최신식 기능을 제공한다. CFN은 과학 기반 사용 사용자 시설이며 동시에 활발한 이용자 프로그램을 통해 협력과 능력에 폭넓게 접근하는 것을 제공하는 동안 강력한 과학 프로그램을 개발한다. CFN의 중요한 과학적 주제는 에너지부의 미션과 일치하는 에너지 보안에 있어서 국가의 도전을 다루는 나노 크기 물질에 대한 계발과 이해이다. CFN은 태양광 전지와 다른 전기적 초소형 물질을 개선하는 것과 더 효과적인 촉매를 설계하고 새로운 기능과 전자현미경을 사용하는 것, 부드럽고 생물학적 초소형물질을 기반으로 한 나노제작 분야에 초점을 맞추어 연구하고 있다.

    • 교류 기울기 싱크트론 (Alternating Gradient Synchrotron)

      1960년 이후로 교류기울기 싱크트론은 노벨상연구를 수행한 곳으로 알려져 세계의 우수한 입자 가속기중 하나가 되었다. AGS이름은 교번구배집속에서 파생되었으며 가속기의 240개 자석의 필드 기울기는 내부와 외부에 성공적으로 대체되어 수평 수직면에 동시에 초점을 맞추게 하는 입자가 가능해졌다.

    • 가속기 시험 시설 (Accelerator Test Facility)

      가속기 시험 시설은 더 높은 에너지와 최고로 밝은 X-ray 빛을 만들기 위한 가속 입자의 새로운 방식을 탐색하기 위해 설계되었다. 연구는 브룩헤이븐과 다른 연구소의 과학자들이 수행하는 연구는 새로운 암치료 시스템을 포함하여 물리학자들과 미래 의료용 어플리케이션이 영향을 미친다. ATF의 핵심 역량은 고 선명도 포토 인젝터 전자총을 포함하여 7천만 전자폴트 선의 가속기, 전자 빛줄기와 피코초 정확도가 동시 통합된 고 에너지 레이저, 4개의 빔 라인, 정교한 컴퓨터 통제 시스템을 포함하고 있다.

    • 랜덤형 반데 그라프 가속기 (Tandem Van de Graaff)

      반대그라프 가속기 시설은 연구원들에게 40개 이상의 다른 이온 원자유형의 빔을 제공할 수 있다. 수소에서 우라늄에 걸친 이온이 이용 가능하다. 시설은 두개의 15백만 볼트의 정전형 가속기로 구성되어 있으며 각각은 대략 24m길이이며 끝이 나란하게 만들어졌다. 최신식이자 흥미로운 응용중 하나는 다른 빔의 넓은 범위를 발견했고 탠덤에서 사용할 수 있는 에너지는 직접 회로의 칩을 시험한다. 지상과 우주의 방사선의 효과를 실현함으로써 다른 연구소와 회사의 방문 연구원들과 엔지니어들은 컴퓨터의 신뢰를 구축할 수 있다.

    펼쳐보기접어두기
  • Research Theme
    Energy Security / 에너지 안보
    세계의 현재와 미래 에너지 수요를 충족시키기 위한 새롭고 더 효과적이며 지속가능한 에너지 원천계발을 수행해 나가기 위한 획기적이고 변화를 가져올 수 있는 가능성을 가진 기술들을 개발하고 있다.
    Photon Sciences / 광자 과학
    물질의 구조와 구성을 조사하기 위한 빛의 미립자 광양자를 활용하여 과학적 연구를 수행하고 있다. 국립 싱크트론 광원(NSLS-II)은 거대한 현미경 같은 적외선 파장, 자외선, X-ray의 빛의 빛줄기를 만들어 내는 빛의 속도에 가까운 첨단 기술 고리에 발맞추어 가속화된 전자를 활용한다.
    QCD Matter / 양자 크로모 역학
    브룩헤이븐 연구소는 원자핵들을 구성하는 물질이 빅뱅 이 후 어떻게 움직이는지에 관한 탐구에 관하여 세계의 선두를 달리고 있다.
    Physics of the Universe / 우주 물리
    브룩헤이븐은 고에너지와 입자물리학 실험현장과 우주의 깊은 비밀을 증명하는 세계를 아우르는 협력을 이끌어 왔으며 시공간 구조에 대한 가장 긴급한 난제에 대한 철저한 연구를 하고 있다.
    Climate, Environment, &Biosciences / 기후, 환경 및 생명과학
    여러 학문분야에 걸친 연구는 기후 변화와 지속가능한 에너지 계획, 그리고 행성의 자연적 생태계사이의 관계를 이해할 수 있도록 애쓰고 있다. 환경적 경제적 이슈가 증가함에 따라 이 연구는 정책 결정과 조정을 위한 접근, 기후 변화관리의 전략에 대한 중요한 이정표와 기회를 제시할 것이다.
  • Nobel prizes
    브룩헤이븐을 빛낸 노벨상 수상자들

    브룩헤이븐 국립 연구소는 세계적 수준의 연구 시설과 많은 분야에 속해있는 내부 연구원들과 방문 연구원들 끌어당기는 과학부서의 고장이다. 우수한 장비력과 정신력의 합심으로 노벨상 수상이라는 과학계의 최고의 명예와 가치를 안겨준 연구를 완성시켰다.

    로더릭 매키넌(Roderick MacKinnon)은 브룩헤이븐 국립 연구소의 방문 연구원으로 단백질 층이 신경 충돌을 발생시키는데 어떻게 도움을 주는지에 대해 설명하는 연구로 2003년 노벨 화학상을 수상하였다. 레이몬드 데이비스(Raymond Davis Jr)는 브룩헤이븐에 속해있는 화학자로써 태양 중성미자를 발견한 공로로 2002년 노벨 물리학상을 수상하였다.

    1957년 콜롬비아 대학의 리정다오(Tsung-Dao Lee)양전닝(Chen-Ning Yang)은 브룩헤이븐 크스모트론 입자 가속장치를 활용하여 입자 붕괴 실험의 결과를 설명했다. 그들은 미립자들이 같은 질량과 수명 그리고 산란 행동을 보이지만 다르게 부식함을 밝혀냈고 기초적이고 완전히 같은 보전 법칙이 위반될 것이라는 것을 증명했다.

메인으로 가기맨위로 가기