KAIST 남창희 교수팀, 엑스선 펄스 개발

원자 내부까지 들여다볼 수 있는 아토초(10의18제곱분의1초) 영역의 엑스선 펄스가 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 남창희 교수팀에 의해 만들어졌다.

남 교수와 김경택 박사팀은 펄스 간격이 200아토초에 불과한 X선 펄스를 만드는 데 성공, <피지컬 리뷰 레터스> 최신호(30일자)에 발표했다고 4일 밝혔다. 아토초는 원자 안에서 전자가 움직이는 것을 포착할 정도의 짧은 시간.

이처럼 짧은 빛을 이용하면 그동안 관측할 수 없었던 자연계의 초고속 현상을 연구할 수 있게 된다. 흔히 사람의 눈으로 지각할 수 있는 최소 시간은 밀리초(10의3제곱분의1초), 날아가는 총알을 촬영할 수 있는 초고속 카메라의 속도가 마이크로초(10의6제곱분의1초)에 해당하며 팸토초(10의16제곱분의1초) 영역에서는 분자가 서로 결합되고 해리되는 과정을 볼 수 있다.

아토초 X선은 팸토초 레이저를 아르곤에 비춰 아르곤 원자의 전자가 이 빛의 에너지를 흡수했다가 내놓을 때 발산된다. 남 교수는 “300~400아토초로 늘어지는 엑스선 펄스를 아르곤 자체의 특성을 이용해 압축시킬 수 있었던 것이 핵심적 기술”이라고 설명했다. 그는 “앞으로 100아토초 미만의 X선 펄스를 만들어 원자 내에서 움직이는 전자를 직접 촬영할 것”이라고 말했다.

김희원 기자 hee@hk.co.kr