ESO/F 카라스코칠레의 건조한 아타카마 사막의 산꼭대기에 유럽 우주 관측소는 현재 세계 최대의 광학 망원경을 건설하고 있습니다.
이름을 선택하는 데 시간이 낭비되지 않았습니다. 이는 Extremely Giant Telescope(ELT)라고 불릴 것입니다.
대신, 2028년에 이미지 수집을 시작하고 우주에 대한 우리의 이해를 넓힐 가능성이 매우 높은 “하늘에 있는 세계 최대의 눈”을 설계하고 제작하는 데 엄청난 양의 에너지가 투입되었습니다.
지금까지 만들어진 가장 진보된 거울이 없었다면 이 중 어떤 것도 불가능했을 것입니다.
플로랑 말렛/메르신 보스틱Elise Vernet 박사는 ESO의 적응광학 전문가로서 빛을 모아 망원경의 측정 장비로 전송하는 5개의 거대 거울 개발을 감독했습니다.
ELT의 각 맞춤형 거울은 광학 설계의 위업입니다.
Vernet 박사는 14피트(4.25m) M2 볼록 거울을 “예술 작품”이라고 설명합니다.
그러나 아마도 M1과 M4 미러는 필요한 복잡성과 정밀도 수준을 가장 잘 표현할 수 있습니다.
M1 주경은 지금까지 광학 망원경용으로 만들어진 거울 중 가장 큰 거울입니다.
“39만원이에요.” [128ft] 직경은 다음과 같이 구성됩니다. [798] “거울은 완벽한 균질 거울처럼 작동하도록 정렬된 육각형 세그먼트로 구성됩니다.”라고 Vernet 박사는 말합니다.
M1은 인간의 눈보다 최대 1억 배 더 많은 빛을 수집하고 인간의 머리카락보다 10,000배 더 미세한 수준으로 위치와 모양을 유지할 수 있어야 합니다.
M4 거울은 지금까지 만들어진 변형 거울 중 가장 크며 초당 1,000번 모양을 바꿔 이미지를 왜곡할 수 있는 대기 난류와 망원경 자체의 진동을 교정할 수 있습니다.
유연한 표면은 두께가 2mm(0.075인치) 미만인 유리-세라믹 소재의 꽃잎 6개로 구성되어 있습니다.
꽃잎은 독일 마인츠의 Schott에서 제조한 후 파리 외곽의 엔지니어링 회사인 Safran Reosc로 배송되어 그곳에서 광택을 내고 조립하여 완벽한 거울을 만들었습니다.
5개 거울의 제조 공정이 거의 완료되었으며 곧 설치를 위해 칠레로 운송될 예정입니다.
이 거대한 거울은 우주의 빛을 포착하는 데 사용되지만 막스 플랑크 양자 광학 연구소의 Garching에 있는 ESO의 이웃들은 상상할 수 있는 가장 작은 규모로 작동하는 양자 거울을 만들었습니다.
2020년에 연구팀은 200개의 정렬된 원자로 구성된 단일 층이 빛을 반사하도록 집합적으로 작용하여 육안으로 볼 수 없을 만큼 작은 거울을 효과적으로 만들 수 있었습니다.
2023년에 그들은 원자가 투명한지 반사하는지를 제어하는 데 사용할 수 있는 “양자 스위치”를 만들기 위해 현미경으로 제어되는 단일 원자를 배열 중앙에 배치하는 데 성공했습니다.
“이론가들이 예측하고 우리가 실험적으로 관찰한 것은 이러한 조직화된 구조에서 광자가 흡수되고 다시 방출되면 실제로 방출된다는 것입니다. [in one predictable] “그것은 거울입니다. 그것이 거울을 만드는 것입니다.”라고 연구소의 박사후 연구원인 Pascal Weckiser 박사는 말합니다.
원자에서 반사되는 빛의 방향을 제어하는 이러한 능력은 정보 저장 및 전송을 위한 해킹 방지 양자 네트워크와 같은 다양한 양자 기술에 미래에 응용될 수 있습니다.
자이스슈투트가르트 근처 오버코헨(Oberkochen)의 북서쪽에 있는 Zeiss는 또 다른 극단적인 특성을 지닌 거울을 제조합니다.
광학 회사는 극자외선 인쇄기(EUV)라고 불리는 컴퓨터 칩을 인쇄하는 기계의 핵심 구성 요소가 된 극도로 평평한 거울을 개발하는 데 수년을 보냈습니다.
네덜란드 회사 ASML은 Zeiss 미러가 핵심 구성 요소인 EUV의 세계 선두 제조업체입니다.
Zeiss EUV 미러는 매우 작은 파장의 빛을 반사하여 소규모 이미지 선명도를 제공하므로 실리콘 웨이퍼의 동일한 영역에 점점 더 많은 트랜지스터를 인쇄할 수 있습니다.
평면 거울이 어떤 것인지 설명하기 위해 Zeiss의 반도체 제조 책임자인 Frank Rohmond 박사는 지형학적 비유를 사용합니다.
“가정용 거울을 독일 크기로 확대하면 우주 거울에서 가장 높은 높이는 5미터가 됩니다. [as in the James Webb Space Telescope]2cm일거에요 [0.75in]“EUV 거울에서는 0.1mm가 될 것입니다.”라고 그는 설명했습니다.
이 매우 매끄러운 거울 표면은 역시 Zeiss에서 제작한 거울 위치를 제어하는 시스템과 결합되어 지구 표면의 EUV 거울에서 빛을 반사시키고 달에서 골프공을 집는 것과 동일한 수준의 정밀도를 제공합니다.
이러한 거울은 이미 극단적인 것처럼 보일 수 있지만 Zeiss는 이를 개선하여 더욱 강력한 컴퓨터 칩을 만들 계획을 가지고 있습니다.
“우리는 2030년까지 극자외선 복사를 더욱 발전시키는 방법에 대한 아이디어를 갖고 있습니다. 현재 목표는 1조 개의 트랜지스터를 갖춘 마이크로칩을 만드는 것입니다.”
이 목표는 현재 세대의 칩 제조 기계보다 동일한 영역에 거의 3배 더 많은 구조를 인쇄할 수 있는 Zeiss의 최신 기술 덕분에 달성에 한 걸음 더 가까워졌습니다.
Rohmond 박사는 “반도체 산업은 솔루션에 기여하는 모든 플레이어에게 지원을 제공하는 강력하고 지배적인 로드맵을 가지고 있습니다. 덕분에 우리는 오늘날 인공적인 것과 같은 것을 가능하게 하는 마이크로칩 제조 측면에서 진전을 이룰 수 있습니다. 10년 전에도 상상할 수 없었던 지능.”
앞으로 10년 안에 인류가 무엇을 이해하고 무엇을 할 수 있을지는 아직 불분명하지만, 거울이 우리를 그곳으로 데려가는 기술의 중심이 될 것이라는 데에는 의심의 여지가 없습니다.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”