Footprints on Scintillating Crystal Surface
단결정에 남겨진 발자국

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Jungho So
소중호

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Center for Underground Physics
지하실험연구단

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A scintillating crystal can be used for a radiation detector by measuring its emission light as proportional to the energy of incident particles and radiation. The Center for Underground Physics has been developing a simultaneous measurement of heat and light from scintillating crystals at a temperature of 10 mK for an effective particle identification. The detector, once developed, will allow precise observation of neutrinoless double beta decay, bringing us one step closer to unraveling the mysteries of the universe. Making a clean, smooth, polished surface of the crystal is the first step towards the goal. As the image shows a surface that is not clean and smooth, this attempt was a failure. The image shows the surface of the crystal captured by a high resolution microscope. The patchy surface of the crystal was a total failure as we needed it to be smooth, but the result stirred up some artistic imagination. One might think that they are looking at the first human footprints on the Moon or Mars, or some fossils in a desert. As we are almost to the end to the experiment, we will soon be reminiscing when later looking at this picture as the footprints of our journey to unravel the mysteries of everything.

인류가 달의 표면에 남긴 최초의 발자국일까, 아니면 사막에 그려진 외계 생명체의 그림일까. 많은 상상력을 자아내는 이 작품은 섬광 단결정 표면에 수백 나노미터(nm) 두께의 얇은 금 박막을 올리는 과정에서 포착됐다. 섬광 단결정은 외부에서 입사된 방사선의 에너지에 비례해 빛을 방출한다.
IBS 지하 실험 연구단은 섬광 단결정의 빛 신호뿐만 아니라 열 신호도 포착할 수 있는 극저온 검출기를 개발하고 있다. 이 검출기를 개발하면 중성미자 특성을 이해 할 수 있는 희귀 붕괴 현상*을 보다 정밀하게 관측할 수 있게 해 우주의 비밀에 한걸음 더 다가갈 수 있게 된다. 이를 위해서는 표면이 매우 깨끗한 단결정을 만들어야 하지만, 안타깝게도 작품 속 단결정은 군데군데 금 박막이 떨어져 나간 것이 확인됐다. 실험에서는 ‘실패작’인 이 단결정을 고배율 현미경으로 촬영한 이미지는 꽤 예술적 상상력을 자아낸다. 어쩌면 완벽한 단결정을 만든 훗날 이 작품을 보며 웃으며 추억하지 않을까. 모든 것의 비밀을 풀어내기 위한 여정에서 남긴 ‘발자국’이었다고.

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Center for Underground Physics