아토초는 얼마나 빠른 속도인가요?

2023년 노벨 물리학상은 아토초 연구에 기여한 세 명의 과학자 에게 수여되었으며, 이 연구는 전자공학과 화학 분야에 획기적인 발전을 가져올 수 있을 것으로 기대된다.

피에르 아고스티니, 페렌츠 크라우스, 안느 르윌리에 세 과학자가 2023년 노벨 물리학상을 수상했다. 사진: CNN

스웨덴 왕립 과학 아카데미는 10월 3일 오후 4시 45분(하노이 시간)에 피에르 아고스티니(55세), 페렌츠 크라우스(61세), 안느 르윌리에(65세) 과학자를 2023년 노벨 물리학상 수상자로 선정했다고 발표했습니다. 이들은 물질 내 전자 역학 연구를 위해 아토초 광 펄스를 생성하는 실험 방법을 개발 한 공로를 인정받았습니다.

레이저를 이용한 그들의 연구는 과학자들에게 전자를 관찰하고 나아가 제어할 수 있는 도구를 제공합니다. 이는 전자공학이나 화학을 비롯한 여러 분야에서 획기적인 발전을 이끌어낼 수 있을 것입니다.

아토초는 1초의 10억분의 1의 10억분의 1입니다. 더 쉽게 말하면, 1초에 포함된 아토초의 수는 우주의 전체 138억 년 역사에 포함된 초의 수와 같습니다. 스위스 연방 공과대학(ETH 취리히)의 연구원인 한스 야콥 뵈르너에 따르면, 아토초는 인간이 직접 측정할 수 있는 가장 짧은 시간 단위입니다.

이 시간 범위 내에서 작동하는 능력은 매우 중요합니다. 왜냐하면 이것이 바로 원자의 핵심 구성 요소인 전자가 움직이는 속도이기 때문입니다. 예를 들어, 전자가 수소 원자핵을 한 바퀴 도는 데는 150 아토초가 걸립니다.

이는 아토초 단위의 연구를 통해 과학자들이 이전에는 접근할 수 없었던 근본적인 과정에 접근할 수 있게 된다는 것을 의미합니다. 모든 전자 장치는 전자의 움직임에 영향을 받는데, 현재 속도 제한은 나노초라고 워너는 설명합니다. 마이크로프로세서의 처리 속도가 아토초 단위까지 향상된다면, 정보를 처리하는 속도가 10억 배 빨라질 수 있습니다.

원자는 양성자와 중성자로 이루어진 핵과 그 주위를 둘러싼 전자들로 구성됩니다. (이미지: Rost-9D/Getty)

프랑스계 스웨덴 물리학자인 안느 르윌리에(Anne L'Huillier)는 아토초의 세계를 열 수 있는 도구를 최초로 발견했습니다. 이 도구는 고출력 레이저를 사용하여 극히 짧은 간격으로 빛의 펄스를 생성합니다.

프랑스 광물질연구소의 연구원이자 이전에 뤼이에와 함께 연구했던 프랑크 레핀은 이 장치를 전자를 위해 제작된 필름과 같다고 설명합니다. 그는 이 장치를 일련의 사진을 찍어 장면을 구성했던 프랑스의 선구적인 영화 제작자 형제인 오귀스트와 루이 뤼미에르의 작업과 비교합니다. 임페리얼 칼리지 런던의 레이저 물리학 교수인 존 티쉬에 따르면, 이 장치는 매우 빠른 속도의 빛 펄스를 물질에 비춰 그 시간 동안 물질의 반응에 대한 정보를 수집할 수 있는 장치와 같습니다.

어제 우승을 차지한 세 명 모두 이전에는 가장 짧은 광 펄스 세계 기록을 보유했었습니다. 2001년 프랑스 과학자 피에르 아고스티니가 이끄는 연구팀은 250 아토초에 불과한 광 펄스를 만들어냈습니다. 2003년에는 르윌리에 팀이 170 아토초로 그 기록을 경신했습니다. 2008년에는 오스트리아-헝가리 물리학자 페렌츠 크라우스가 80 아토초의 펄스를 만들어 기록을 절반 이상 단축했습니다.

워너의 연구팀은 현재 43아토초의 지속 시간을 가진 가장 짧은 광 펄스로 기네스 세계 기록을 보유하고 있습니다. 워너는 현재 기술로 이 시간을 몇 아토초까지 더 줄일 수 있을 것으로 예상합니다.

전문가들은 아토초 기술이 아직 널리 보급되지는 않았지만 미래가 밝다고 말합니다. 현재까지 과학자들은 아토초 기술을 주로 전자 관찰에 활용해 왔습니다. 워너에 따르면, 전자를 제어하고 그 움직임을 조작하는 것은 근본적으로 아직 불가능하거나 이제 막 가능성이 열리기 시작하는 단계입니다. 이러한 기술이 실현된다면 전자 기기의 속도가 훨씬 빨라지고 화학 분야에 혁명을 일으킬 가능성이 있습니다.

워너는 "우리는 분자들이 자연적으로 하는 일에만 국한되지 않고, 필요에 맞게 분자들을 조절할 수 있을 것"이라고 말했다. 그는 또한 "아토 화학"이 더욱 효율적인 태양 전지를 만들거나, 심지어 빛 에너지를 이용해 청정 연료를 생산하는 데까지 이어질 수 있다고 덧붙였다.

투 타오 ( AFP 통신 보도)

출처 링크: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html