'찰나 빛으로 전자 포착' 아토초 시대 열다…노벨 물리학상 3인(종합)
'전자역학 연구자들' 아고스티니·크러우스·륄리에 수상
전자의 움직임까지 잡아내는 섬광 생성으로 미시세계 문 열어
(서울=연합뉴스) 황철환 기자 = 2023년 노벨 물리학상 수상자로 원자 내부에 있는 전자의 움직임을 들여다보기 위해 '찰나의 빛'을 생성하는 새 실험방법을 고안해 낸 과학자인 피에르 아고스티니(70), 페렌츠 크러우스(61), 안 륄리에(여·65)가 선정됐다.
스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 3일(현지시간) '물질의 전자역학 연구를 위한 아토초(100경분의 1초) 펄스광을 생성하는 실험 방법'과 관련한 공로로 이들에게 노벨 물리학상을 수여한다고 밝혔다.
노벨위원회는 "이 세 명은 인류에게 원자와 분자 안에 있는 전자의 세계(world of electrons)를 탐사할 새로운 도구를 건네준 실험들을 한 공로가 인정됐다"고 설명했다.
전자가 움직이거나 에너지량이 변화하는 과정을 측정할 수 있는 극도로 짧은 파장을 지닌 빛을 만들어내는 방법을 선보임으로써 미시세계 연구의 신기원을 열었다는 것이다.
전자의 세계에선 영점몇 아토초만에도 변화가 나타나기에 일반적인 빛으로는 관찰이 불가능하기 때문이다.
예컨대 100분의 1초 사이에 일어나는 사건을 셔터 속도가 10분의 1초인 카메라로 찍을 수 없듯이, 100경분의 1초 단위로 사건이 변화가 나타나는 전자세계는 그만큼 극도로 짧은 파장의 빛이 있어야 관측 및 측정이 가능한데 이를 위한 방법을 만들어냈다는 데 이들이 한 연구의 의미가 있는 셈이다.
노벨위원회에 따르면 륄리에는 1987년 불활성 가스를 통과하는 적외선 레이저광에서 다양한 파장과 주파수의 빛이 발생한다는 사실을 발견했다.
이런 현상은 레이저광과 가스내 원자간 상호작용 과정에서 에너지를 흡수한 전자가 빛을 방출하면서 생겨나는 것으로 밝혀졌으며, 륄리에는 이를 지속적으로 연구해 후속 연구를 위한 토대를 쌓았다.
이어 2001년 아고스티니는 250아토초의 파장을 지닌 일련의 연속적 펄스광을 만들어내고 조사하는데 성공했고, 이와 동시에 크러우스는 650아토초 길이의 파장을 지닌 단일한 펄스광을 분리해 내는 성과를 냈다.
노벨위원회는 "수상자들의 공로는 너무 빨라서 이전에는 지켜보는 것이 불가능했던 과정들을 조사하는 것을 가능케 했다"고 말했다.
노벨 물리학위원회 에바 올슨 위원장은 "이제 우리는 전자 세계의 문을 열 수 있다"면서 "아토초의 물리학은 우리에게 전자에 좌우되는 메커니즘을 이해할 수 있는 기회를 제공한다. 다음 단계는 이를 활용하는게 될 것이다"라고 강조했다.
아고스티니는 미국 오하이오주립대 소속이고, 크러우스는 독일 막스플랑크 양자광학연구소, 륄리에는 스웨덴 룬드대학 소속이다.
륄리에는 여성으로는 역대 5번째 노벨 물리학상 수상자라는 점에서도 주목된다.
국적과 관련해선 러시아 타스 통신의 경우 아고스티니를 프랑스계 미국인, 크러우스를 헝가리·오스트리아인, 륄리에를 프랑스인으로 전했다.
다만, AFP 통신은 아고스티니가 프랑스인이고, 륄리에는 프랑스·스웨덴 이중국적자라고 보도했다.
수상자들에게는 상금 1천100만 크로나(약 13억5천만원)가 수여된다. 수상 공적 기여도에 따른 상금 분담은 3명이 3분의 1씩으로 같다.
노벨위원회는 이날 물리학상에 이어 4일 화학상, 5일 문학상, 6일 평화상, 9일 경제학상 수상자를 차례로 발표할 예정이다.
앞서 전날에는 코로나19 메신저리보핵산(mRNA) 백신 개발에 기여한 헝가리 출신의 커털린 커리코(68) 헝가리 세게드 대학 교수와 미국 펜실베이니아 대학 의대 드루 와이스먼(64) 교수에게 생리의학상을 수여하기도 했다.
노벨상 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일이 낀 '노벨 주간'에 스웨덴 스톡홀름(생리의학·물리·화학·문학·경제상)과 노르웨이 오슬로(평화상)에서 열린다.
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