1000조분의 1초 속도 '원자의 운동' 첫 포착

1,000조분의 1초의 가공할 속도로 움직이는 원자의 운동이 과학사상 처음으로 영상으로 포착됐다. 정지한 원자를 촬영한 적은 있지만 분자 안에서 활동하는 원자 이미지를 촬영한 것은 처음이다.

과학학술지 네이처 최신호는 루이스 디마우로 미국 오하이오주립대 물리학 교수가 이끄는 연구팀이 질소와 산소 분자에 초고속 레이저를 투사해 분자 안에서 움직이는 원자 이미지를 포착한 실험연구 결과를 7일 게재했다.

연구팀은 지구 상에서 가장 흔한 질소와 산소의 분자 속 전자에 초고속 레이저로 충격을 가해 원자의 움직임을 촬영했다. 원자핵 주위를 돌던 전자가 레이저 충격으로 튕겨져 나갔다가 다시 원래의 궤도로 돌아올 때, 연못 수면에 물결이 퍼지듯 나오는 빛을 초고속 영상센서로 찍은 것이다.

이번 연구는 앞으로 단백질 등 복합 분자 연구에 획기적인 발판이 될 수 있을 것으로 보인다. 디마우로 교수는 "개별 원자뿐 아니라 다양한 분자들이 결합하는 화학반응 과정을 좀더 자세하게 들여다볼 수 있어 의약품 개발 등에 도움이 될 것"이라고 말했다.

강지원기자 stylo@hk.co.kr