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에밀리오 지노 세그레

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목차

1. 개요

에밀리오 지노 세그레는 이탈리아 출신의 미국 물리학자이자 사진작가로, 1905년에 태어나 1989년에 사망했다. 로마 라 사피엔차 대학교에서 물리학을 전공하고 엔리코 페르미의 지도를 받아 학위를 받은 후, 록펠러 재단의 연구원으로 활동하며 테크네튬을 최초로 인공적으로 합성하는 데 기여했다. 1938년에는 유대인 탄압 법률로 인해 미국으로 망명하여 캘리포니아 대학교에서 아스타틴과 플루토늄-239의 발견에 참여했다. 제2차 세계 대전 중에는 로스앨러모스 국립 연구소에서 맨해튼 계획에 참여했으며, 1955년에는 오언 체임벌린과 함께 반양성자를 발견하여 1959년 노벨 물리학상을 수상했다. 그는 또한 사진작가로 활동하며, 미국 물리학 협회에 그의 이름을 딴 사진 보관소가 있다.

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에밀리오 지노 세그레 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
1959년의 세그레
본명에밀리오 지노 세그레
출생일1905년 2월 1일
출생지이탈리아 왕국 티볼리
사망일1989년 4월 22일
사망지미국 캘리포니아주 라파예트
국적이탈리아 (1905–1944)
미국 (1944–1989)
거주지해당사항 없음
서명
학력 및 경력
분야해당사항 없음
직장로스앨러모스 국립 연구소
캘리포니아 대학교 버클리
팔레르모 대학교
로마 라 사피엔차 대학교
컬럼비아 대학교
모교로마 라 사피엔차 대학교
박사 지도 교수엔리코 페르미
학문적 조언자해당사항 없음
박사 과정 학생토마스 윕실란티스
허버트 요크
주목할 만한 학생해당사항 없음
업적
알려진 업적반양성자 공동 발견
테크네튬 공동 발견
아스타틴 공동 발견
세그레 차트
영향해당사항 없음
영향을 받은 사람해당사항 없음
수상 및 기타
수상노벨 물리학상 (1959년)
구겐하임 펠로우십 (1958년)
릭터마이어 기념상 (1957년)
종교해당사항 없음

2. 생애

1905년 이탈리아 티볼리에서 태어난 에밀리오 세그레는 로마 라 사피엔차 대학교에서 공학을 공부하다 1927년 물리학으로 전과하여 엔리코 페르미의 지도를 받았다.[2] 1928년 학위를 받은 후 1929년까지 군 복무를 했고, 록펠러 재단 연구원으로 오토 슈테른과 피터르 제이만 등과 함께 연구했다. 1932년부터 1936년까지 로마 라 사피엔차 대학교 물리학 교수로 재직했고, 1936년부터 1938년까지는 팔레르모 대학교 물리학 연구소 소장을 맡았다.

1937년 어니스트 로런스의 로런스 버클리 국립 연구소를 방문하여, 연구소 사이클로트론의 몰리브덴 조각에서 방사능을 발견하고, 화학 및 물리 실험을 통해 테크네튬을 발견했다.

1938년 캘리포니아에 있을 때 베니토 무솔리니의 파시스트 정부가 반유대주의 법을 통과시켜 유대인이었던 세그레는 망명 상태가 되었다. 로런스는 그에게 연구 보조직을 제안했지만, 세그레가 캘리포니아에 갇힌 것을 알고 월급을 깎았다. 캘리포니아 대학교 버클리에서 시간 강사로 일하며 아스타틴과 239Pu 발견에 기여했다.

1943년부터 1946년까지 로스앨러모스 국립 연구소에서 맨해튼 계획에 참여했다. 1944년 미국에 귀화하여 컬럼비아 대학교, 일리노이 대학교 등에서 교편을 잡았다. 1946년 캘리포니아 대학교 버클리로 돌아와 1972년까지 물리학과 과학사 교수로 재직했다.

오언 체임벌린과 함께 로런스 버클리 국립 연구소 연구 그룹의 공동 책임자였으며, 반양성자 발견 실험을 제안하여 베바트론 건설의 결정적인 원인이 되었다. 베바트론을 통해 반양성자를 추출해 1959년 노벨 물리학상을 공동 수상했다.[22]

사진가로도 활동한 세그레의 이름을 따서 미국 물리학 협회 사진 보관소가 지어졌다. 1989년 4월 22일 심장마비로 사망했다(향년 84세).[23]

2. 1. 초기 생애 및 교육

1905년 2월 1일 로마 근교 티볼리에서 세파르딤 유대인 가정에서 태어났다. 아버지는 제지 공장을 소유한 사업가 주세페 세그레이고, 어머니는 아멜리아 수산나 트레베스였다.[21] 세그레는 안젤로와 마르코, 두 명의 형이 있었다. 삼촌 지노 세그레는 법학 교수였다. 티볼리의 김나지움에서 교육받았고, 1917년 가족이 로마로 이사한 후에는 로마의 김나지움과 리세오에서 교육받았다. 1922년 7월 졸업 후 로마 라 사피엔차 대학교에 공학 학생으로 입학했다.

1927년 프랑코 라세티를 만나 엔리코 페르미를 소개받았다. 페르미와 라세티, 이 두 젊은 물리학 교수는 재능 있는 학생을 찾고 있었다. 1927년 9월 코모에서 열린 볼타 회의에 참석하여 닐스 보어, 베르너 하이젠베르크, 로버트 밀리컨, 볼프강 파울리, 막스 플랑크, 어니스트 러더퍼드 등 저명한 물리학자들의 강연을 들었다. 이후 세그레는 로마의 페르미와 라세티 연구실에 합류했다. 물리학 연구소장 오르소 마리오 코르비노의 도움으로 물리학으로 전과했고,[21] 페르미의 지도 아래 1928년 7월 "이상 분산과 자기 회전"에 대한 논문으로 라 우레아 학위를 받았다.

1928년부터 1929년까지 이탈리아 육군 방공 포병 소위로 복무했다. 제대 후 파니스페르나 가의 연구실로 돌아와 1928년 에도아르도 아말디와 공동으로 "수은과 리튬의 이상 분산에 관하여"라는 첫 논문을 발표했고, 이듬해에는 라만 효과에 대한 또 다른 논문을 발표했다.

1930년 세그레는 특정 알칼리 금속의 제만 효과를 연구하기 시작했다. 이탈리아에서는 연구에 필요한 회절 격자를 구할 수 없어 연구가 중단되자, 유럽의 다른 네 곳의 연구실에 도움을 요청하는 편지를 보냈다. 피터 제만으로부터 암스테르담에 있는 자신의 연구실에서 연구를 마무리하라는 초청을 받았다. 록펠러 재단 펠로우십을 받아 페르미의 조언에 따라 오토 슈테른의 지도 아래 함부르크에서 연구하기로 했다. 오토 프리쉬와 함께 공간 양자화를 연구했으나 당시 이론과 일치하지 않는 결과가 나왔다. 그러나 이자도어 아이작 라비는 칼륨의 핵 스핀이 +1/2이면 이론과 실험이 일치한다는 것을 보여주었다.

2. 2. 유럽에서의 연구 활동 (1928-1936)

1927년 세그레는 프랑코 라세티를 통해 엔리코 페르미를 소개받았다. 이들은 1927년 9월 코모에서 열린 볼타 회의에 참석했다.[21] 그곳에서 세그레는 닐스 보어, 베르너 하이젠베르크 등 저명한 물리학자들의 강연을 들었다. 이후 세그레는 로마의 페르미와 라세티 연구실에 합류했고, 오르소 마리오 코르비노의 도움으로 물리학으로 전과하여 1928년 7월 페르미의 지도 아래 "이상 분산과 자기 회전"에 대한 논문으로 라 우레아 학위를 받았다.[21]

1928년부터 1929년까지 이탈리아 육군에서 복무한 후,[21] 방공 포병에서 소위로 임관되었다.[21] 세그레는 파니스페르나 가의 연구실로 돌아왔다. 1928년 에도아르도 아말디와 공동으로 "수은과 리튬의 이상 분산에 관하여"라는 첫 논문을 발표했고, 이듬해에는 라만 효과에 대한 또 다른 논문을 발표했다.

1930년 세그레는 특정 알칼리 금속의 제만 효과를 연구하기 시작했다. 이탈리아에서는 회절 격자를 구할 수 없어 연구가 중단되자, 유럽의 다른 네 곳의 연구실에 도움을 요청했고, 피터 제만으로부터 암스테르담에 있는 제만의 연구실에서 연구를 마무리하라는 초청을 받았다. 세그레는 록펠러 재단의 지원을 받아, 페르미의 조언에 따라 오토 슈테른의 지도 아래 함부르크에서 연구했다.[21] 오토 프리쉬와 함께 공간 양자화에 대해 연구했지만, 이자도어 아이작 라비가 칼륨의 핵 스핀이 +1/2이면 이론과 실험이 일치한다는 것을 보였다.

1932년 로마 대학교의 물리학 조교수가 된 세그레는 1936년까지 근무하며 판니스페르나 보이즈 중 한 명이 되었다.[2] 1934년부터 1935년까지 페르미와 협력하여 중성자 반응에 대한 선구적인 연구를 수행했다.[22] 1936년부터 1938년까지 팔레르모 대학교 물리학 연구소 소장을 역임했다.

2. 3. 팔레르모 대학교 시절과 테크네튬 발견 (1936-1938)

1936년 결혼 후 안정적인 직업을 찾기 위해 팔레르모 대학교의 물리학 교수 겸 물리학 연구소 소장이 되었다. 그는 그곳의 장비가 원시적이고 도서관에 현대 물리학 문헌이 부족하다는 것을 알았지만, 팔레르모의 동료로는 수학자 미켈레 치폴라와 미켈레 데 프란키스, 광물학자 카를로 페리에 및 식물학자 루이지 몬테마르티니|Luigi Montemartiniit가 있었다.[2]

1937년에 어니스트 로런스의 버클리 방사선 연구소를 방문하여 에드윈 맥밀란, 도널드 쿡시, 프란츠 큐리, 필립 에이벨슨 및 로버트 오펜하이머를 만났다. 세그레는 한때 연구소의 사이클로트론의 일부였던 방사성 고철에 흥미를 느꼈다. 팔레르모에서 이 고철에는 다수의 방사성 동위 원소가 들어 있다는 것이 밝혀졌다. 1937년 2월, 로런스는 그에게 비정상적인 형태의 방사능을 방출하는 몰리브덴 스트립을 보냈다. 세그레는 페리에의 도움을 받아 스트립에 대한 신중한 화학적 및 이론적 분석을 실시했으며, 그들은 방사선의 일부가 이전에 알려지지 않은 원소에 의해 생성되고 있음을 증명할 수 있었다.[3] 1947년 그들은 최초로 인공적으로 합성된 화학 원소이기 때문에 이를 테크네튬이라고 명명했다.[3]

2. 4. 미국 망명과 버클리 시절 (1938-1941)

1938년에 캘리포니아로 여름 휴가를 갔을 때, 베니토 무솔리니의 파시스트 정부가 반유대주의 법, 즉 인종법을 통과시켰다. 그 결과 유대인이었던 세그레는 타지에서 애매한 망명 상태에 놓이게 되었다.[21] 체코슬로바키아 위기로 인해 세그레는 엘프리데와 클라우디오를 불렀는데, 그는 이제 유럽에서의 전쟁이 불가피하다고 두려워했다. 1938년 11월과 1939년 2월, 그들은 관광 비자를 이민 비자로 교환하기 위해 멕시코로 급하게 여행을 갔다. 세그레와 엘프리데 모두 이탈리아와 독일에 있는 부모의 운명에 대해 심각한 두려움을 품었다.

그 때 어니스트 로런스가 월급으로 300USD을 받는 연구 보조직(이 직책은 한 원소를 발견한 과학자에게는 하위 직책인 편이다)을 그에게 추천했다. 하지만 그의 기억에 따르면 그가 캘리포니아에서 체포되었을 때 로런스는 그 상황을 이용해 그의 월급을 116USD로 깎았다고 한다. 그는 캘리포니아 대학교 버클리에서 시간 강사로 일하기도 했다.

캘리포니아 대학교 버클리에 있는 동안 그는 글렌 시보그와 함께 준안정 동위원소 테크네튬-99m을 분리했다.[4] 그 특성 때문에 핵 의학에 사용하기에 이상적이었고, 현재 연간 약 1,000만 건의 의료 진단 절차에 사용되고 있다. 세그레는 원소 93을 찾으려고 했지만, 레늄과 화학적으로 유사한 원소를 찾고 있었고 원소 93이 희토류 원소였기 때문에 찾지 못했다. 알렉산더 랑스도르프 주니어, 우젠슝과 함께 그는 제논-135를 발견했고,[5][6] 이는 나중에 원자로에서 핵독으로 중요해졌다.

세그레는 다음으로 주기율표에서 다른 누락된 원소인 원소 85에 주목했다. 그가 방사선 연구소 월요일 회의에서 비스무트-209에 알파 입자를 충돌시켜 이를 만들 계획이라고 발표한 후, 그의 동료 두 명인 데일 R. 코슨과 로버트 A. 코노그가 그가 제안한 실험을 수행했다. 세그레는 화학을 할 수 있는지 물었고, 케네스 로스 맥켄지와 함께 새로운 원소를 성공적으로 분리했는데, 오늘날 아스타틴이라고 불린다.[7] 세그레와 우젠슝은 마지막으로 남은 누락된 비초우라늄 원소인 원소 61을 찾으려고 시도했다. 그들은 그것을 만드는 정확한 기술을 가지고 있었지만, 그것을 분리할 화학적 방법이 부족했다. 그는 또한 시보그, 맥밀란, 조셉 W. 케네디 및 아서 C. 왈과 함께 1940년 12월 로렌스의 152cm 사이클로트론에서 플루토늄-239를 만들었다.[8][9]

2. 5. 맨해튼 계획 참여 (1943-1946)

1943년부터 1946년까지 로스앨러모스 국립 연구소에서 맨해튼 계획에 참여했다.[22] 제2차 세계 대전 당시 미국이 주도한 핵무기 개발 계획인 맨해튼 계획에서 세그레는 중요한 역할을 수행했다. 그는 로스앨러모스 연구소의 P-5(방사능) 그룹 책임자였으며, 이 그룹은 로버트 바처의 P(실험 물리학) 부서의 일부였다. 보안상의 이유로 '얼 시먼'이라는 가명을 사용했다. 1943년 6월 가족과 함께 로스앨러모스로 이사했다.

세그레의 그룹은 1943년 8월 로스앨러모스 근처 파하리토 캐년의 사용하지 않는 미국 산림청 오두막에 장비를 설치했다. 그의 그룹의 임무는 다양한 핵분열 생성물의 방사능을 측정하고 목록화하는 것이었다. 중요한 연구 분야는 다양한 농축 우라늄 샘플로 달성된 동위원소 농축 정도를 결정하는 것이었다. 처음에 질량 분석법을 사용한 컬럼비아 대학교와 중성자 분석법을 사용한 버클리의 테스트 결과가 달랐다. 세그레는 버클리의 결과를 연구했지만 오류를 찾을 수 없었고, 케네스 베인브리지 역시 뉴욕의 결과에서 결함을 찾지 못했다. 그러나 다른 샘플의 분석 결과는 일치하는 것으로 나타났다. 로스앨러모스에서는 더 높은 자연 핵분열률이 관찰되었고, 세그레의 그룹은 이것이 고도가 높아 로스앨러모스에서 더 흔했던 우주선 때문이라고 결론지었다.

이 그룹은 토륨, 우라늄-234, 우라늄-235 및 우라늄-238의 방사능을 측정했지만, 마이크로그램 단위의 플루토늄-239만 사용할 수 있었다. 오크리지 국립 연구소의 원자로에서 생산된 첫 번째 플루토늄 샘플은 1944년 4월에 접수되었다. 며칠 만에 이 그룹은 사이클로트론으로 생산된 플루토늄보다 5배 높은 자발적 핵분열률을 관찰했다. 이것은 제안된 플루토늄 총형 핵무기인 씬 맨 핵폭탄이 작동하지 않을 것이며, 핸포드 부지의 플루토늄 생산 시설에 대한 프로젝트의 투자가 낭비되었음을 의미했다. 세그레의 그룹은 그들의 결과를 주의 깊게 확인했고, 증가된 방사능이 플루토늄-240 동위원소 때문이라고 결론지었다.

1944년 말, 세그레와 엘프리데는 미국의 귀화 시민이 되었다. 그의 그룹은 R-4로 지정되었고, 1945년 7월 트리니티 핵실험의 감마선을 측정하는 책임을 맡았다. 폭발로 인해 대부분의 실험이 손상되거나 파괴되었지만, 감마선을 측정할 수 있을 만큼 충분한 데이터가 회수되었다.

2. 6. 전후 활동과 노벨상 수상 (1946-1989)

1946년 캘리포니아 대학교 버클리로 돌아와 1972년까지 물리학과 과학사 교수로 재직했다. 오언 체임벌린과 함께 로런스 버클리 국립 연구소 연구 그룹의 공동 책임자였으며, 이들이 제안한 실험은 반양성자 발견의 계기가 되어 LRL에서 베바트론을 건설하는 결정적인 원인이 되었다. 베바트론을 통해 이들은 최초로 반양성자를 추출했고, 1959년 두 사람은 노벨 물리학상을 공동 수상했다.[22]

사진작가로도 활발히 활동하여 미국 물리학 협회 사진 보관소는 그의 이름을 따서 지어졌다. 1989년 4월 22일 심장마비로 사망했다(향년 84세).[23]

1945년 8월, 일본의 항복과 제2차 세계 대전 종전 며칠 전, 세그레는 세인트루이스 워싱턴 대학교에서 조교수직(연봉 5000USD)을 제안받았다. 다음 달 시카고 대학교에서도 제안을 받았으나, 설득 끝에 버클리에서 정교수직(연봉 6500USD)을 제안하여 1946년 1월 로스앨러모스를 떠나 버클리로 돌아왔다.

1940년대 후반, 많은 학자들이 더 높은 연봉 제안과 대학교의 충성 서약 요구 조건 때문에 캘리포니아 대학교를 떠났다. 세그레는 서약을 하고 남았지만, 루이스 알바레즈는 아말디, 페르미, 폰테코르보, 라세티, 세그레가 미국을 상대로 전쟁 전 발견에 대한 특허를 주장한 것에 분노했다. 또한 로렌스가 리버모어에 로스앨러모스에 대항하는 핵무기 연구소를 만들어 수소 폭탄을 개발하려는 계획에 대해 세그레와 충돌했다.

버클리의 정치적 분위기가 악화되자 세그레는 어배너-샴페인 일리노이 대학교의 교수직 제안을 수락했다. 1953년 법원은 이탈리아 과학자들의 특허 주장을 인정하여 중성자 생성 관련 특허에 대해 400000USD를 지급했고, 법적 비용을 제외하면 약 20000USD가 남았다. 케네디, 시보그, 월, 세그레는 플루토늄 발견에 대해 같은 금액을 받았고, 4분의 1로 나누어 총 100000USD를 받았으며, 이번에는 법적 수수료가 없었다.

IBM과 브룩헤븐 국립 연구소의 제안을 거절하고 1952년 버클리로 돌아왔으며, 같은 해 미국 국립 과학 아카데미에 선출되었다. 1955년 가족을 버클리에서 가까운 라피엣으로 이사했다. 챔벌린 등과 함께 반양성자를 찾기 시작했는데, 이는 양성자의 반입자인 아원자 입자였다. 양전자는 1931년 폴 디랙에 의해 예측되었고, 1932년 칼 앤더슨에 의해 발견되었다. 1955년에도 일부 과학자들은 반양성자의 존재를 의심했지만, 6GeV로 설정된 로렌스의 베바트론을 사용하여 반양성자의 증거를 탐지하는 데 성공했다. 챔벌린과 세그레는 이 발견으로 1959년 노벨 물리학상을 수상했으나, 클라이드 위건드와 토마스 입실란티스는 공동 저자였음에도 상을 받지 못해 논란이 되었다.

1961년부터 1965년까지 대학교 예산 위원회에서 활동했고, 1965년부터 1966년까지 물리학과 학과장을 역임했다. 1970년 텔러의 로렌스 버클리 연구소를 로렌스 리버모어 연구소에서 분리하려는 시도를 지지했다. 1963년 미국 철학 학회에 선출되었고, 1965년부터 1968년까지 페르미 국립 가속기 연구소 이사 중 한 명이었다. 1974년 로라 페르미와 함께 연구소 개소식에 참석했다. 1950년대에 페르미의 논문을 편집했고, ''엔리코 페르미: 물리학자''(1970)를 출판했다. 강의 노트를 바탕으로 ''X선에서 쿼크까지: 현대 물리학자와 그들의 발견''(1980), ''낙하하는 물체에서 전파까지: 고전 물리학자와 그들의 발견''(1984)을 출판했다. 1958년부터 1977년까지 ''핵 및 입자 과학 연례 검토''를 편집했으며, 사후 자서전 ''항상 움직이는 마음''(1993)이 출판되었다.

엘프리데는 1970년 10월에 사망했고, 세그레는 1972년 2월 로자 민스와 결혼했다. 1973년 미국 예술 과학 아카데미에 선출되었고, 같은 해 캘리포니아 대학교의 강제 은퇴 연령에 도달했다. 이후 물리학의 역사를 계속 가르쳤다. 1974년 로마 대학교 교수로 돌아갔지만, 1년 후 은퇴했다. 라피엣의 집 근처에서 산책 중 심근 경색으로 사망했다. 사진작가였던 세그레는 현대 과학의 역사 속 사건과 인물들을 기록하는 많은 사진을 찍었고, 사후 로자는 사진을 미국 물리학 연구소에 기증, 물리학 역사 사진 아카이브의 이름을 그의 이름을 따 명명했다. 이 컬렉션은 1997년 로자의 사망 후 추가 유증으로 강화되었다.

3. 사진작가로서의 활동

그는 사진작가로서도 활발한 활동을 하였다. 미국 물리학 협회의 사진 보관소는 그의 이름을 따서 지어졌다.

4. 사망

1989년 4월 22일 심장마비로 사망했다(향년 84세).[21] 미국 캘리포니아주 라파예트 묘지에 매장되었다.

참조

[1] 웹사이트 Emilio Segrè - Facts https://www.nobelpri[...] 2018-04-20
[2] 웹사이트 Emilio Segrè – Biography https://www.nobelpri[...] The Nobel Foundation 2013-05-22
[3] 논문 Technetium: The Element of Atomic Number 43
[4] 논문 An Unsuccessful Search for Transuranic Elements 1939-06
[5] 논문 Some Fission Products of Uranium 1940-03
[6] 논문 Radioactive Xenons 1945-03
[7] 논문 Artificially radioactive element 85
[8] 웹사이트 An Early History of LBNL: Elements 93 and 94 http://www.lbl.gov/L[...] Advanced Computing for Science Department, Lawrence Berkeley National Laboratory 2008-09-17
[9] 웹사이트 The plutonium story https://www.osti.gov[...] Lawrence Berkeley Laboratory, University of California 1981-09
[10] 웹사이트 Emilio Segre http://www.nasonline[...] 2022-11-14
[11] 논문 Quantised Singularities in the Quantum Field
[12] 논문 The Positive Electron
[13] 논문 Nuclear Properties of Antinucleons https://digital.libr[...] 1960-07-01
[14] 웹사이트 Properties of antinucleons – Nobel Lecture https://www.nobelpri[...] The Nobel Foundation 2013-05-31
[15] 웹사이트 The Nobel Prize in Physics 1959 https://www.nobelpri[...] The Nobel Foundation 2013-05-31
[16] 웹사이트 APS Member History https://search.amphi[...] 2022-11-14
[17] 웹사이트 Emilio Gino Segre https://www.amacad.o[...] 2022-11-14
[18] 뉴스 Dr. Emilio G. Segre Is Dead at 84; Shared Nobel for Studies of Atom https://www.nytimes.[...] 1989-04-24
[19] 웹사이트 Emilio Gino Segrè January 30, 1905–April 22, 1989 http://www.nap.edu/r[...] National Academy of Sciences biography 2013-06-02
[20] 웹사이트 Photos of physicists, astronomers and other scientists – Emilio Segrè Visual Archives http://photos.aip.or[...] American Institute of Physics 2012-03-13
[21] 서적 エンリコ・フェルミ　原子のエネルギーを解き放つ 大月書店
[22] 서적 セグレ　岩波理化学辞典　第４版 岩波書店
[23] 서적 テクネチウム　岩波理化学辞典　第４版 岩波書店


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