지금으로부터 866년 뒤인 2880년 3월 16일, ‘1950 DA’라는 이름의 지름 1.3km짜리 소행성이 지구로 향한다. 지구와의 충돌 확률이 0.3%로, 지금까지 관측된 사례 중 가장 확률이 높아 학계에서는 만약의 사태를 대비하기 위한 연구를 계속 진행하고 있다. 이런 가운데 최근 세계적인 학술지 네이처(8월 13일 자)에는 돌무더기(Rubble pile, 라블 파일)로 이뤄진 이 소행성이 중력과 마찰력뿐만 아니라 ‘반데르발스 힘’이라는 결합력으로 응집하고 있다는 관측결과가 발표됐다. 미국 테네시대학 연구팀에 따르면 이 소행성의 자전 주기는 2.12시간으로 매우 빠르게 회전하고 있다. 이 자전 속도는 소행성 크기와 밀도를 감안했을 때 중력과 마찰력만으로는 파편이 튀어나갈 정도로 빠른 것이기 때문에, 이 소행성에 다른 특정한 결합력이 작용하고 있다는 것이다. 연구를 이끈 벤 로지티스 박사는 이 힘을 도마뱀이 발을 벽에 붙이고 있는 것과 같은 분자 간의 결합력인 반데르발스 힘이라고 결론지었다. 이 소행성에 작용하는 반데르발스 힘은 달의 표면에 있는 암석 부스러기인 표토(Regolith)에 작용하는 같은 원리의 힘보다 조금 더 약하다고 한다. 소행성에 반데르발스 힘이 작용하고 있는 것은 지난해부터 올해에 걸쳐 허블 우주망원경을 통해 관측된 소행성 ‘P/2013 R3’가 우주공간에서 산산조각 난 사례를 통해 엿볼 수 있었으며, 당시 이 소행성 ‘P/2013 R3’은 두 차례의 관측에서 운석과의 충돌로 붕괴되고 다시 응집됐다고 연구팀은 설명했다. 이번 테네시대학 연구팀의 관측으로 소행성 ‘1950 DA’도 반데르발스 힘이 작용하는 것이 확인됐지만, 이 위험한 소행성이 지구에 충돌하는 것을 막으려는 입장에서 보면 상당히 까다로운 조건을 갖고 있다는 것도 밝혀졌다. 로지티스 박사는 “미약한 결합력이 하나의 소행성을 형성하므로 아주 작은 충격으로도 돌무더기가 완전히 분열하는 원인이 될 수 있다”고 말했다. 지금까지 지구를 위협하는 소행성에는 역학 충격기(kinetic impactor)라는 장치를 부딪쳐 궤도를 바꾸는 방법이 검토돼 왔다. 하지만 이처럼 돌무더기로 이뤄진 소행성에 이런 방법을 쓰면 파편이 지구에 떨어져 막대한 피해를 일으킬 수도 있는 것으로 예측되고 있기 때문이다. 따라서 이런 소행성의 결합을 깨지 않고 궤도를 변경하는 방법을 검토할 필요가 있다고 전문가들은 입을 모으고 있다. 사진=포토리아(위), NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

남극이라는 극한의 환경에서 사는 곤충으로 알려진 남극 깔따구의 게놈(유전체)이 해독돼 학계는 물론 외신들이 주목하고 있다. 미국 스탠퍼드대학 조안나 켈리 박사가 이끄는 미(美) 연구진은 남극이라는 척박한 환경에서만 사는 작은 곤충에 주목했다. 파리목 깔따구과에 속하지만 날개가 없는 이 곤충의 이름은 남극 깔따구. 벨기카 안타르티카(Belgica antarctica)라는 학명을 갖고 있다. 남극 깔따구는 주로 남극대륙 서부 해안과 주변 섬에 산다. 이들은 척박한 환경에서 수분의 70%를 잃어도 끈질기게 살아남을 수 있는 곤충으로 유명하다. 더 놀라운 점은 이번 유전자 분석에서 이들 곤충이 가장 짧은 DNA를 가지고 있으며, 9900만 개의 염기쌍을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 참고로 인간은 30억 개에 달하는 유전자 염기서열을 갖고 있으며 게놈이 짧아 유전자 연구용으로 널리 쓰이는 초파리는 약 1억 6500만 개의 염기쌍을 지니고 있다. 남극 깔따구의 게놈은 모기와 파리 등 다른 곤충보다 유전자의 반복 배열의 수가 적고 인트론(게놈의 코드 영역을 분단하는 DNA 배열)이 짧으므로, 지금까지 분석된 곤충의 게놈 중 가장 작은 것으로 밝혀졌다. 또한 연구진은 이 곤충의 유전자는 혹독한 자연 환경에서 살아남기 위해 진화한 것임을 보여준다면서 이런 환경에서 견딜 수 있는 메커니즘을 상세하게 해명하면 인간의 이식용 장기를 장기간 저온에서 저장하는 기술 개발에 도움이 될 수 있다고 설명했다. 이 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 12일 자로 공개됐다. 사진=위키피디아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 장기이식이나 희귀 면역질환 환자에게 면역억제제를 투여할 경우 나타나는 치명적인 부작용인 ‘백혈구감소증’을 일으키는 특이 유전자를 찾아냈다. 양석균(왼쪽) 서울아산병원 염증성장질환센터 교수팀과 송규영(오른쪽) 울산의대 생화학분자생물학교실 교수팀은 “면역억제제를 사용하는 크론병 환자 978명의 유전체 분석을 통해 면역억제제 부작용을 유발하는 ‘NUDT15 유전자’를 처음으로 발견했다”고 10일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 지네틱스’에 게재됐다. 면역억제제는 크론병이나 궤양성 대장염과 같은 염증성 장질환, 루푸스와 같은 류머티즘성 질환, 장기이식 후 면역억제, 혈액질환 등 면역 관련 질환의 핵심 치료제다. 하지만 환자에 따라 백혈구감소증 등 부작용이 발생해 투여를 중단하거나, 치명적인 손상을 입는 경우가 자주 발생한다. 양 교수는 “면역억제제를 사용하기에 앞서 NUDT15 유전자 변이 여부를 검사하면 면역억제제 사용 가능성 여부를 사전에 판별할 수도 있을 것”이라고 말했다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr

4년 전 칠레에서 발생한 대규모의 지진이 수천 km 떨어진 남극 빙상에까지 상당한 영향을 미친 것으로 나타났다. 국제 지질학자들이 지난 2010년 발생한 칠레 대지진이 당시 서남극 여러 곳에서 관측된 ‘빙진’(icequake, 아이스퀘이크)을 발생시켰다는 논문을 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’(Nature Geoscience) 10일 자로 발표했다. 여기서 빙진은 일반적으로 빙하의 움직임으로 발생하는 흔들림을 뜻하지만, 당시 진원은 무려 4700km나 떨어진 칠레였다는 것이다. 연구팀은 대지진 발생 직후부터 6시간이 흐른 시점까지 관측한 십 여개의 작은 빙진이 먼 곳에서 발생한 지진이 서남극 빙상에 영향을 주는 ‘증거’가 될 수 있다고 밝혔다. 이런 작은 흔들림은 광대한 지역에 산재한 42개소의 감시 시설 중 12곳에서 관측됐다. 고주파 신호가 급격히 상승한 ‘명백한 증거’로 표면 근처의 얼음이 분쇄할 때의 증상과도 일치하고 있었다. 칠레 마울레주(州) 지역 해안 앞바다에서 2010년 2월 27일 발생한 규모 8.8의 지진은 사상 최대 규모의 지진 중 하나로 기록되고 있다. 가장 뚜렷한 흔들림은 서남극의 엘스워스산맥에 설치된 감시 시설에서 관측된 것으로 여기에는 지진을 나타내는 명백한 특징이 기록돼 있었다. 하지만 다른 일부 감시 시설에서 관측된 신호는 불분명하거나 아무 일도 일어나지 않은 것을 나타내는 것이었다. 미국 조지아주(州) 애틀랜타에 있는 조지아공대(GT)의 지강 펭 부교수는 흔들림은 빙상 자체 내에서 이동해 온 것으로, 그 아래 암반 단층에서 발생한 것은 아니라고 추측하는 것이 가장 현명한 것이라고 말했다. 펭 교수는 “100% 확실하지 않지만, 신호는 지표에서 매우 가까운 빙상에서 일어난 얼음의 균열에서 발생했다고 여겨진다. 그 주된 이유로는 만약 얼음 바닥의 단층과 관련됐다면 지진 활동이 활발한 다른 지역의 관측 결과와 더 가까웠을 것”이라고 지적했다. 논문은 얻은 데이터를 집계하면 광대한 서남극 빙상은 멀리에서 발생하는 대규모 지진에 민감하게 영향을 받는다는 것이라고 결론지었다. 단지 더 자세한 반응에 대해서는 추가 연구가 필요하며, 먼 곳에서 일어난 지진으로 ‘크레바스’(빙하 틈)의 발생 유무와 빙하의 속도 변화 등 빙상에 미치는 영향 등은 아직 밝혀지지 않았다고 한다. 사진=네이처 지오사이언스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

본래는 서아프리카 특정 부족이 추종하는 뱀 신(蛇 神) 명칭이지만 보통 아이티 등 서인도 제도에서 ‘영혼 없이 움직이는 살아있는 시체’를 의미하는 단어인 좀비(Zombie). 공포영화 소재로도 많이 사용되는 이 좀비가 사람에게만 국한되는 것은 아닌 것 같다. 우주 공간 너머에 존재하는 소멸 직전의 별도 일종의 좀비 상태로 볼 수 있는 것이 아닐까? 이와 관련해 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 러트거스뉴저지주립대학·일리노이대학 어바나-샴페인 캠퍼스 공동연구진이 NASA(미 항공 우주국) 허블우주망원경으로 포착한 희귀 ‘좀비 초신성’의 모습을 6일(현지시각) 공개했다. 좀비 초신성의 정확한 명칭은 SN 2012Z로, 우리 은하로부터 약 1억 광년 떨어진 NGC1309 은하 인근에 위치해있다. SN 2012Z는 초신성의 하위 범주인 Iax형 초신성으로 분류되는데 이는 중간 밑의 질량을 가진 항성이 핵융합을 끝마치고 마지막으로 도달하는 백석왜성 폭발한 결과물이다. 백석왜성은 대기를 비롯한 기존 에너지가 모두 우주공간으로 방출된 뒤 탄소, 산소로 이뤄진 중심핵만 남은 상태로 일종의 ‘별 시체’로 볼 수 있다. 그렇기에 같은 맥락에서 SN 2012Z를 영혼 없이 움직이는 좀비별로 은유해 볼 수 있는 것이다. 이 발견이 주목받고 있는 것은 SN 2012Z이 기존 천문학계에서 오랫동안 찾아온 초신성의 조상에 해당되는 원형 항성일 가능성이 높기 때문이다. 연구진이 해당 초신성의 폭발 과정을 컴퓨터 시뮬레이션 한 결과, 수소기체가 사라지면서 중심부 헬륨 코어가 드러났는데 이는 초신성 원형의 특징을 그대로 드러내고 있는 것이다. 특히 SN 2012Z는 기존 Iax형 초신성 중 가장 강력한 에너지를 뿜어내는 것으로 확인됐다. 연구진은 “오는 2015년까지 허블우주망원경을 다시 이용해 또 다른 Iax형 초신성을 추가적으로 찾아낼 계획”이라고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 세계적 과학 전문 주간지 ‘네이처(Nature)’ 7일자에 발표됐다. 사진=NASA, ESA 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

연구 날조로 드러난 신형 만능줄기세포 ‘STAP(자극 야기 다능성 획득)세포’ 논문 집필 지도를 맡았던 사사이 요시키(왼쪽) 일본 이화학연구소 발생·재생과학연구센터 부소장이 5일 자살했다. 일본에서 재생·의료 연구의 1인자로 평가받는 그의 죽음에 일본 열도가 충격에 빠졌다. 교도통신 등 일본 언론 보도에 따르면 사사이 부소장은 이날 오전 고베시 이화학연구소 연구동 계단 난간에 줄을 걸어 목을 맨 상태로 경비원에게 발견됐으며 두 시간가량 지난 뒤 사망이 확인됐다. 그의 비서 책상 위에는 유서로 보이는 문건이 놓여 있었다고 언론들은 전했다. 사사이 부소장은 이 센터의 연구주임 오보카타 하루코(오른쪽)가 지난 1월 30일 네이처에 발표했다가 연구 부정이 드러나 논문을 철회한 STAP세포 논문의 공저자다. 오보카타의 논문 집필 지도에 관여한 그는 논문을 제대로 점검하지 않아 연구 부정에 관한 책임이 크다는 지적을 받았다. 사사이 부소장은 의혹이 제기되고 나서도 STAP세포가 존재할 것이라는 가능성을 강조해 왔다. 최근에는 내과 질환 병원에 다니는 등 건강 상태가 좋지 않았던 것으로 전해졌다. 사사이 부소장의 자살로 STAP세포 논문 날조를 둘러싼 파문은 더욱 확대될 것으로 보인다. 사사이 부소장은 동물의 신경세포를 만드는 물질에 관한 연구를 주로 담당했으며 2012년에는 인간의 배아줄기세포(ES세포)에서 입체적인 망막 조직을 만드는 데 세계 최초로 성공해 미국 학술지 ‘셀 스템 셀’에 결과를 발표하는 등 주목받았다. 이화학연구소 개혁위원회 위원장을 지낸 기시 데루오 도쿄대 명예교수는 교도통신과의 인터뷰에서 “줄기세포연구의 천재인 사사이 부소장의 죽음은 줄기세포 관련 기초연구 분야에 큰 손실”이라고 안타까운 심경을 드러냈다. 일본 정부 대변인인 스가 요시히데 관방장관도 “재생의료 분야에서 세계적으로 큰 공적이 있었던 분이다. 장래가 기대되는 연구자였다”고 애도의 뜻을 표했다. 도쿄 김민희 특파원 haru@seoul.co.kr

음파를 왜곡시켜 특정물체를 음향탐지 레이더로부터 유령처럼 위장시키는 신기술이 등장해 관심이 집중되고 있다. 영국 과학전문매체 피조그닷컴(Phys.org)는 미국 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National laboratory)가 개발한 첨단 음파 은폐 기술을 4일(현지시각) 소개했다. 언뜻 보면, 우리가 물을 마시는 일반 병처럼 보이지만 사실 이 이미지는 연구진이 개발한 최신 음파 은폐 기술이 집약된 결정체다. 이 병은 일반 병이 아닌 고압 음파로 구성된 3차원 구조의 ‘음향 병’이기 때문이다. 이 음향 병은 미리 계획된 경로를 따라 전해지는 음파의 경로를 임의적으로 구부릴 수 있는 능력이 있다. 해당 원리는 곡면으로 굴절된 벽 형태와 직경 1.5㎝에 달하는 내장 스피커 때문에 발현 가능한데 이것이 수중으로 전해지는 음파를 반사, 굴절, 왜곡시키는 작용을 하기 때문이다. 특히 일정 소리가 끊임없이 흐르도록 구동되는 내장 스피커는 10㎑에 해당하는 주파수를 스스로 조절할 수 있는 능력이 있다. 이것이 각 음파를 잡아끌고 당기며 왜곡시키는 역할을 수행하는 것이다. 보통 수중 목표물을 탐지할 때 쓰는 방식은 소나(Sonar, sound navigation and ranging)라는 음향표정장치를 이용하는 것이다. 이는 바다 속에 전달되는 소리가 특정 물체에 닿으면 반사돼 돌아온다는 원리를 이용한 것으로 크게 능동탐지(Active)와 수동탐지(Passive)로 나뉜다. 하지만 연구진이 개발한 음향 병에 특정 물체를 넣으면 추적을 위해 쏘여진 음파가 왜곡되거나 분쇄되기에 다시 되돌아가 위치를 노출시키는 위험에서 벗어날 수 있다. 마치 유령처럼 수중 속 물체를 은폐시키는 것인데 일종의 수중 스텔스 기술로 볼 수도 있다. 연구진은 이 기술이 음파를 마음대로 조종하는 원리인 만큼 향후 물 속 미생물, 물방울, 미세입자 등을 공중부양 시키는 방식으로 발전시킬 수 있을 것으로 보고 있다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 발표됐다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

컴퓨터 게임이 노년층 우울증 감소에 상당한 효과를 미칠 수 있다는 주장이 제기돼 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 코넬대학 소속 의학 교육기관 웨일 코넬 메디컬 칼리지 신경 심리학 연구진이 “컴퓨터 게임이 약물치료보다 노년층 우울증 감소에 좋은 효과를 보였다”는 연구결과를 발표했다고 5일(현지시각) 보도했다. 연구진은 우울증을 앓고 있는 60~89세 사이 고령 환자 11명을 대상으로 두 가지 형태의 컴퓨터 게임을 조작하도록 한 뒤, 기존 약물치료와 비교해 얼마만큼 차이가 나는지 비교하는 실험을 진행했다. 첫 번째 게임방식은 화면상에 나타나는 공들이 색깔이 변하는 시점에 맞춰 버튼을 누르는 것이고 두 번째는 주어진 여러 단어 목록을 정확히 재배열하는 것이었다. 이후 나타난 결과는 놀라웠다. 총 4주에 걸쳐 30시간동안 컴퓨터 게임을 하는 것이 표준 항 우울제로 알려진 에스시탈로프람(escitalopram)으로 12주 치료하는 것과 유사한 효과를 보이는 것으로 확인됐기 때문이다. 우울증 또는 우울장애는 의욕 저하를 주요 증세로 인지 및 정신 신체적으로 쇠약해져 일상생활 기능 저하를 초래하는 질환이다. 특히 정신적 육체적으로 쇠약해지는 노년기에 우울증이 찾아오면 목숨과 직결될 수도 있을 만큼 심각하기에 우울증 치료법 연구는 여전히 활발히 진행 되는 중이다. 문제는 이 항 우울제가 모든 환자에게 효과를 보이는 것은 아니다. 환자의 3분의 1만 우울증치료제에 반응한다는 통계자료도 있다. 이에 연구진은 우울증의 여러 원인 중 생화학적 원인에 주목, 뇌 신경전달물질에 초점을 둔 인지기능개선에 도움이 되는 치료법을 찾고자 했다. 실제로 노인 우울증 환자의 40%가 인지기능장애도 함께 앓는 것으로 파악된 바 있다. 이때 연구진이 찾은 것이 컴퓨터 게임이었다. 간단한 연산 작용원리를 적용해 뇌 인지기능을 개선시켜 이를 우울증 감소로 연결시킨다는 것이 연구진의 설명이다. 하지만 우울증 치료제 복용을 완전히 부정하는 것은 아니다. 연구진은 컴퓨터 게임과 우울증 치료제 그리고 운동을 병행하면 더욱 큰 효과가 있을 것으로 보고 있다. 또한 연구진은 “컴퓨터 게임 원리가 우울증뿐만이 아닌 다른 정신질환 치료에도 적용될 수 있도록 연구를 지속할 예정”이라고 덧붙였다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 5일자에 발표됐다. 자료사진=포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

국내 연구진이 헬리코박터 파일로리균이 위암 진행에 어떤 역할을 하는지 구체적으로 밝혀냈다. 향후 위암 예방 및 치료법 개발에 기여할 것으로 기대된다. 이용찬 연세대 의대 교수는 “헬리코박터균이 가진 종양단백질(CagA)이 암세포의 전이를 촉진, 위암이 진행된다는 사실을 밝혀냈다”고 5일 발표했다. 연구 결과는 국제저널 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 실렸다. 헬리코박터균은 편모를 가진 나선형 세균으로 위장점막에 주로 감염돼 위궤양, 위염, 십이지장궤양, 위선암 등을 유발한다. 술을 같은 잔으로 돌려 마시고, 찌개 등을 함께 먹는 한국인의 경우 성인 70%가 보균자로 알려져 있다.이 교수는 “이번 연구를 통해 헬리코박터균의 종양단백질을 표적으로 하는 화합물 발굴 등 위암 예방 및 치료법 개발 연구가 활발해질 것”이라고 전망했다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr

고대 그리스어로 난쟁이를 뜻하는 단어인 나노스(nanos)는 오늘날 우리가 사용하는 마이크로 단위 ‘나노’의 유래로 알려져 있다. 통상 1나노미터는 성인 머리카락 굵기의 10만분의 1에 해당되는 단위로 반도체 개발 같은 극 미세 가공기술이 발전되면서 흔히 접할 수 있는 단어가 됐다. 또한 눈에 보이지 않는 DNA와 같은 미세입자도 이 나노단위를 통해 어느 정도 형태를 구분 지을 수 있는 시대가 됐다. 초정밀 현미경으로 관찰한 나노크기의 세계는 우리가 흔히 보는 자연환경과는 또 다른 신비와 놀라움을 안겨준다. 해외 분자과학전문매체 나노테크놀로지 나우(nanotech-now.com)는 과학전문 저술가이자 런던 퀸 메리 대학 특별 연구원을 역임한 피터 포브스와 아티스트 톰 그림시가 공동집필한 서적 ‘나노사이언스(Nanoscience: Giants of the Infinitesimal)’ 속 이미지 중 일부를 최근 소개했다. 이미지들은 한결 같이 쉽게 믿기 어려울 정도로 화려하고 흥미로운 마이크로 세계를 보여준다. 특히 하버드 대학 연구진이 이산화탄소, 탄산바륨, 이산화규소 등으로 제작한 나노크기 ‘꽃’이나 캘리포니아 공과 대학 DNA 전문가인 폴 로더문드 박사가 제작한 ‘스마일 DNA’는 유독 눈길을 끈다. 특히 로더문드 박사의 DNA 스마일은 몸 속 유전체의 신비를 전면적으로 부각시켰다는 점에서 큰 화제를 모았다. 그는 DNA 염기서열의 재배열 과정을 보여주기 위해 이와 같이 웃는 형태를 재현해냈는데 이 모습은 2006년 세계적으로 저명한 국제 과학학술지 네이처(Nature)의 표지로 사용됐을 정도로 큰 파장을 일으켰다. 나노기술은 10억분의 1 수준의 정밀함을 요하는 극 미세가공 과학기술을 의미한다. 특히 물리·재료·전자와 같은 기존 재료과학·공학 분야를 횡적으로 연결해 또 다른 기술영역을 구축할 수 있다는 측면에서 현재와 미래를 잇는 주요한 첨단기술영역이라 정의할 수 있다. 이와 관련해 포브스는 해당 서적에서 “나노기술이 DNA구조를 이용한 동·식물의 복제, 강철섬유 제작, 줄기세포 등 앞으로 인류에게 반드시 필요한 분야에 폭 넓게 적용될 것”이라며 그 중요성을 강조하고 있다. 사진=‘Nanoscience: Giants of the Infinitesimal’/Peter Forbes/Tom Grimsey 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

오스트리아와 프랑스, 미국의 물리학자로 구성된 국제 연구진이 ‘양자 체셔 고양이’를 처음 실험적으로 입증했다고 밝혔다. 양자 체셔 고양이는 광자나 중성자와 같은 입자에서 그 입자가 갖는 스핀이나 질량과 같은 물성만을 분리할 수​​ 있다고 지난 2001년부터 제창되고 있는 양자역학 이론이다. 즉 입자의 본체가 없어도 그 성질만 존재하므로, 루이스 캐럴의 소설 ‘이상한 나라의 앨리스’에서 기분 나쁜 미소만 남기고 사라지는 체셔 고양이의 특성으로 비유되는 것이다. 교신저자 하세가와 유지 빈공과대학 교수에 따르면 연구진은 중성자 특성을 알아내는 ‘중성자 간섭법’(neutron interferometry)을 이용해 양자 체셔 고양이를 입증해냈다. 1970년대 개발된 이 기술은 근본적인 양자역학을 연구하는 이상적인 도구로 인식되고 있다. 이 기술로 입자 자체에서 그 입자의 성질을 분리할 수 있는지 파악한 것이다. 실험은 프랑스 라우에-랑주뱅 연구소에 있는 장비가 사용됐다. 빔 스플리터를 적용한 간섭계로 중성자를 2개의 경로로 나눠 이동하게 했다. 예를 들어 양자역학에서는 입자가 2개의 경로로 이동하면 단 하나 밖에 없는 입자라도 두 경로가 존재할 수 있다. 분할된 경로 한 쪽으로 ‘약한 측정’이라는 양자역학적 방법으로 자기 모멘트를 측정한 결과, 이는 다른 경로의 입자에도 반영돼 입자 본체와 그 성질만을 분리할 수 있는 양자 체셔 고양이를 입증할 수 있었다는 것이다. 반면 ‘강한 측정’에서는 시스템 전체의 파동함수에 영향을 줄 수 있으므로, 양자 체셔 고양이의 효과는 확인할 수 없었다고 한다. 연구진은 양자 체셔 고양이를 중성자 이외의 물리 현상에서도 확인할 수 있으며, 그렇게 되면 더 정확한 양자역학적 효과의 측정과 정보 기술에 도움이 될 수 있다고 보고 있다. 한편 이번 연구성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 최근호에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

에볼라 바이러스는 후천성면역결핍증(AIDS·에이즈)의 뒤를 이은 ‘21세기의 페스트’인가. 아니면 ‘제2의 광우병’ 같은 과장인가. 기니·라이베리아·시에라리온 등 서아프리카 3개국에서 에볼라 바이러스가 창궐하고 사망자가 속출하면서, 한국에서도 공포가 확산되고 있다. 일각에서는 팬데믹(세계적 대유행) 가능성까지 제기하고 있다. 하지만 세계보건기구(WHO)를 비롯한 전염병 전문가들은 에볼라 바이러스를 ‘감염 시 치사율은 높지만, 감염 자체가 어렵고 유행 가능성은 낮은’ 질병으로 규정하고 있다. 네이처, 사이언스 등 유력 과학저널의 보도 내용을 중심으로 에볼라 바이러스에 대해 짚어봤다. →에볼라 바이러스는 어떻게 감염되나. -박쥐나 아프리카 야생동물이 바이러스를 옮기는 숙주로 지목되고 있다. 박쥐를 만지거나 날것으로 먹으면 바이러스가 체내로 들어와 감염되고, 감염된 사람들의 체액(침·콧물·눈물·정액·대소변 등)을 통해 사람끼리도 감염된다. 시체의 체액과 접촉해도 감염 가능성이 있다. 이 지역 주민은 시체를 만지는 관습이 있어 문제다. 다만 상처가 없는 부분으로 감염된 사람을 만지는 것만으로는 감염되지 않는 것으로 알려져 있다. →수많은 사람이 감염됐고 죽어나갔는데 전염성이 높지 않다? -에볼라 바이러스는 감기 같은 호흡기 전염병이 아니다. 감기 바이러스는 기침이나 재채기를 통해 공기 중으로 배출된 바이러스가 떠다니다가 흡입 등을 통해 전염되기 때문에 며칠 만에 전 세계로 퍼지는 것이 가능하다. 과거 에볼라 바이러스는 일시적, 국지적으로 유행했다가 곧 사라졌다. →에볼라 바이러스에 감염되면 죽는가. -이번에 발생한 에볼라 바이러스의 치사율은 56%다. 5종의 에볼라 바이러스는 각기 치사율이 다르지만 25~89%다. 서아프리카 3개국의 치사율이 90%라는 것은 이 지역이 의료혜택을 거의 보지 못하고 있기 때문이다. →항공 여행객들이 바이러스를 옮길 가능성은 얼마나 되나. -유럽질병예방통제센터(ECDC)는 ‘감염자와 대중교통 수단을 함께 이용한 경우’의 위험을 ‘매우 낮음’으로 분류하고 있다. 가장 중요한 이유는 에볼라 바이러스에 감염된 사람의 경제적 배경을 감안할 때, 감염자가 항공기에 탑승할 가능성이 낮기 때문이다. →에볼라 바이러스는 치료제나 백신이 없나. -치료제나 백신은 여럿 개발됐다. 하지만 발병 건수 자체가 워낙 적어 임상실험을 진행할 환자가 마땅치 않고, 제약사들이 경제적 이유로 기피하고 있다. →한국은 100% 안전한가. -완전히 안전을 장담할 수는 없다. 새로운 숙주의 발견, 변종 바이러스의 탄생, 공항·항만 검역시스템 운영 부실 등으로 위험이 발생할 수 있다. 교통수단 발달과 국가 간 이동이 일반화된 현 상황에서 100% 전염병에서 안전한 국가는 없다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr

울산과학기술대학(UNIST) 자연과학부의 화학과는 세계적인 석학들을 교수진으로 영입해 국내를 넘어 세계 최고 수준의 학과로 성장하고 있다. 화학과는 노벨상 프로젝트인 기초과학연구원(IBS) 캠퍼스 연구단도 UNIST가 유치한 3개 가운데 2개를 가져왔다. 융합연구에도 적극적이다. 에너지 및 화학공학부가 2차전지 연구 분야에서 미국의 MIT, 스탠퍼드대와 함께 세계 3위 수준으로 발돋움할 수 있는 기반을 마련했다. 2009년 문을 연 UNIST는 개교 4년여 만에 국내 최고의 과학기술 특성화 대학으로 입지를 굳혔다. 3일 UNIST에 따르면 화학과 중심의 IBS 캠퍼스 연구단은 로드니 루오프 단장을 비롯해 스티브 그래닉 특훈교수, 크리스토퍼 비엘라프스키, 얀 우베 로데, 토마스 슐츠 교수 등 쟁쟁한 해외 석학들이 연구진으로 있다. 최근에는 퇴행성 뇌질환 분야에서 탁월한 연구 업적을 쌓은 임미희 교수와 화학 분야 국가과학자인 김광수 교수를 임용해 막강한 융합연구진도 구축했다. 이들 교수진이 과학 전문 학술지인 네이처와 사이언스지에 게재한 논문만 60여편이고, 과학기술논문 색인지수(SCI) 논문 1500편, 총 피인용 횟수 10만회 이상 등의 성과를 올렸다. 이 밖에 김경택·문회리·신현석·김병수 교수 등 UNIST의 신진 연구진도 네이처 자매지는 물론 화학계의 세계 최고 저널인 미국화학회지, 독일화학회지 등 다수 저널에 연구 성과를 내고 있다. 루오프 단장은 탄소 기반 소재연구의 선도자다. 그는 지난 30년 동안 노벨상의 주제가 됐던 탄소 동소체를 넘어 차세대 연구를 선도할 새로운 탄소 구조체를 발견하기 위해 연구에 박차를 가하고 있다. 루오프 단장은 “UNIST의 우수한 연구자와 함께 세계를 선도할 ‘다국적 융합연구팀’을 구성해 연구 비전을 달성하겠다”고 말했다. 조무제 UNIST 총장은 “UNIST는 첨단 신소재와 차세대 에너지 분야를 집중적으로 육성해 차세대 에너지 분야인 2차전지 연구 역량이 스탠퍼드와 MIT에 이어 세계 3위로 평가받는다”면서 “세계적인 석학들을 영입해 선정된 2개의 IBS 캠퍼스 연구단도 화학 분야로는 국내 최고 수준”이라고 밝혔다. 한편 UNIST는 IBS 캠퍼스 연구단 3개를 유치해 10년 동안 총 3000억원의 연구비를 지원받게 됐다. 카이스트와 포스텍이 4개씩을 유치했고, 다음으로 UNIST와 서울대다. IBS 전체 외국인 석학 연구단장 3명 중 2명이 UNIST에 둥지를 틀어 경쟁력을 입증했다. UNIST는 지난 6월 네이처 출판그룹의 과학기술 연구 역량 평가인 NPI에서도 서울대, 카이스트, 포스텍에 이어 4위에 올랐다. NPI는 네이처와 17개의 네이처 자매지에 게재된 논문 공저자들이 소속된 대학과 기관의 연구 역량을 평가하는 척도다. 또 세계적 수준의 박사 육성 지원사업인 GPF(Global Ph D Fellowship)에 UNIST 대학원생 20명이 선정돼 우수한 연구 역량을 입증하기도 했다. 여기에 UNIST의 혁신적인 연구·교육 시스템도 새로운 모델로 주목받는다. 국내 대학 중 유일하게 100% 영어로 강의하고 신입생 전원에게 장학금을 준다. 융합 교육 실현을 위해 모든 학생이 무전공으로 입학해 2개 이상의 전공트랙을 이수해야 한다. 교수도 2개 이상 학부에 소속됐다. UNIST는 정보기술(IT) 기반의 학생 주도적 학습방법인 ‘뒤집힌 학습(Flipped Learning)’을 운영해 교육의 질을 높이고 교수들의 생산성도 올리고 있다. 국내 대학들의 벤치마킹도 잇따른다. UNIST만의 창의적 인재 육성 전략도 기업들의 관심을 받고 있다. UNIST 졸업생들은 삼성전자, LG 디스플레이, 현대중공업, S-Oil, 한국수력원자력 등 유명 기업에 취업하고 있다. 올해도 UNIST 학사과정 졸업자 취업률은 70%대를 웃돌았다. 지난해 대학 최고 취업률을 기록한 성균관대, 고려대와 비슷하다. UNIST가 보유한 최첨단 연구시설과 세계 수준의 교수진 등 학부생들이 UNIST에 갖는 신뢰와 만족도에 80% 이상이 같은 대학원에 진학해 국내 최고 수준이다. 최고 수준을 기록하는 포스텍(66.9%), KAIST(65.6%)보다 높다. UNIST는 과학기술원 전환과 산재모병원 유치 등을 통해 세계 10대 대학으로 성장할 계획이다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

일반적으로 행성은 태양 주위를 일정한 모습으로 공전하다. 그러나 넓고 넓은 우주에 모든 행성들이 꼭 이같은 모습은 아닌 것 같다. 최근 미국 스워스모어 칼리지등 국제 천문학 연구팀은 칠레 ALMA 전파망원경으로 관측한 황소자리에 위치한 HK Tauri 속 2개의 어린 별 모습을 공개했다. 지구에서 대략 450광년 떨어진 곳에서 위치한 이 두개의 별은 나이가 500만 년이 채 안됐을 정도로 어리다. 마치 두개의 별이 인접한 듯 보이지만 실제로는 태양에서 해왕성 거리의 13배인 무려 580억 km 정도 서로 떨어져 있다. 이번에 공동 연구팀이 밝혀낸 것은 두 어린 태양 주위를 공전하는 원시 행성 디스크의 특이한 움직임이다. 우주 먼지와 가스로 이루어진 이 디스크는 별의 주위를 돌며 성장해 결국 완전한 행성이 된다. 재미있는 점은 이번에 발견된 이 원시 행성들이 두 별의 주위를 비딱하게 기울어진 형태로 불규칙하게 공전한다는 것. 마치 방황하는 청소년 같은 이 원시 행성의 ‘탈선’(?)은 쌍성의 중력 때문으로 추측된다. 논문의 주요저자 에릭 L. N 젠슨 박사는 “우리의 별(태양)은 하나지만 먼 우주에는 쌍성계 혹은 3개의 태양으로 이루어진 곳도 많다” 면서 “두 개 태양이 행성에 미치는 영향을 연구하는 것은 매우 흥미롭다”고 설명했다. 이어 “쌍성계는 양쪽 빛의 의해 한쪽이 차단돼 관측하는데 매우 어려움이 많다” 면서 “ALMA 전파망원경은 이제까지 알 수 없었던 쌍성계의 신비를 풀어주는 최고의 도구”라고 덧붙였다. 한편 칠레 북부 아타카마 사막에 세워진 ALMA는 지름 12m와 6m의 전파 망원경 66개로 이루어진 거대한 망원경 네트워크로 전세계 천문학자들의 연구에 활용되고 있다.　　 이번 연구결과는 과학저널 네이처(Nature) 최신호에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

1억년이 넘은 세계에서 가장 오래된 딱정벌레의 화석이 발견돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 네이처 월드 뉴스는 시카고 필드 자연사 박물관, 스페인 바르셀로나 대학 등 다국적 고생물학 공동 연구진이 1억년 된 지구 최초 딱정벌레로 추정되는 화석을 발견했다고 31일(현지시각) 보도했다. 프랑스 샤랑트 지역에서 발견된 백악기 불투명 호박 물질 속에 잠자고 있던 이 딱정벌레는 위상차 X선 이미지 기법(phase-contrast X-ray synchrotron imaging technique)의 도움으로 1억년 만에 그 모습을 세상에 드러내게 됐다. 이 기술은 물질을 통과한 빛이 굴절률 차이로 위상차를 가졌을 때 이를 놓치지 않고 명암으로 이미지화해 관찰하는 것으로 해당 호박처럼 육안으로 전혀 내부를 관찰할 수 없는 구조인 경우라도 안의 모습을 뚜렷하게 복원 해낼 수 있다. 연구진에 따르면, 이 딱정벌레는 6만개가 넘는 종들 중 반날개상과(Staphylinoidea)와 매우 유사한 신종으로 추정된다. 가늘고 긴 몸통, 각질 표피, 더듬이 모양 등이 반날개상과와 상당히 비슷하며 뒷다리 모양이 이질적인 것이 특징이다. 연구진이 이 반날개상과 딱정벌레 조상에게 붙여준 학명은 ‘Duocalcar geminum’이다. 이는 라틴어로 Duocalcar는 ‘두개의 돌기’, geminum는 ‘쌍둥이로 태어나다’라는 의미를 담고 있다. 연구진은 해당 화석의 주인이 지구상에 최초로 등장한 딱정벌레일 것으로 추정하고 있다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 ‘미국곤충학회지(Annals of the Entomological Society of America)’에 발표됐다. 사진=Entomological Society of America 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

약 45억 년의 나이로 추정되는 지구는 과연 초기에 어떤 모습이었을까? 최근 미국 사우스웨스트 연구소의 행성과학자 사이몬 마치 연구팀이 지구 초기의 모습을 담은 연구결과를 공개해 관심을 끌고있다. 초창기 지구의 모습을 담은 이 연구는 소위 ‘하데스대’(Hadean eon)를 추측한 것이다. 지구 생성 초기부터 약 38억년 전까지를 의미하는 하데스대는 지하세계를 다스린다는 그리스 신화의 신 ‘하데스’(Hades)에서 이름을 따 올 만큼 말 그대로 지옥같은 시기다. 전문가들은 당시 지구는 표면이 딱딱하지 않고 용암이 부글부글 끓는 형태로 추측하고 있으나 이를 입증할 수 있는 연구 자료가 사실상 전무한 실정이다. 이유는 당시를 증언해 주는 ‘돌’ 조차 찾기 힘들기 때문. 그렇다면 연구팀은 어떻게 지구의 과거를 알 수 있을까? 그 비밀은 바로 달이다. 지구 생성 초기에 만들어진 달의 ‘흔적’을 통해 과거의 지구를 추측해 보는 것이다. 연구팀이 주목한 것은 바로 천체 충돌로 생기는 크레이터와 아폴로 미션을 통해 가져온 월석의 분석이다. 태양계 생성 초기에는 지구 뿐 아니라 이웃한 행성들 또한 수많은 소행성 및 혜성과 충돌해 드라마틱한 격변을 겪었을 것으로 추측된다. 사이몬 박사는 “표면에 크레이터가 있다면 이것은 충돌을 의미하는 것”이라고 설명했다. 곧 연구팀은 달 표면에 나있는 수많은 크레이터로 우주에서 날아오는 각종 ‘파편’의 크기와 모양을 데이터화 해 지구에 적용했다. 사이몬 박사는 “지구는 초기 5억년 동안 우주에서 날아온 수십 km에 달하는 ‘파편’을 수천 번이나 맞았을 것”이라면서 “특히 최대 1000km에 육박하는 거대한 소행성이 최소 1번은 지구에 떨어져 바다는 뜨겁게 끓고 대기는 수증기로 가득찼을 것”이라고 밝혔다. 이어 “이 시기를 거쳐 지구는 생명체가 살 수 있는 결정적인 진화를 하게된 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 과학저널 네이처(Nature) 30일자에 게재됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

가까운 미래에 지구전역은 물론 약 5,600만㎞ 떨어지는 우주 공간 너머 화성까지 연결할 수 있는 첨단 광섬유에 대한 연구가 진행 중인 것으로 알려져 학계의 이목이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 네이처 월드 뉴스는 메릴랜드 대학 전자물리·컴퓨터공학 연구진이 공기와 레이저를 이용한 신개념 광섬유 제작을 위한 핵심기술 개발에 성공했다고 최근 보도했다. 광섬유(optical fiber)는 중심에 굴절률이 높은 유리, 바깥에 굴절률이 낮은 유리를 장착해 중심부 유리를 통과하는 빛이 전반사 되도록 제작된 광학적 섬유를 말한다. 이 광섬유는 외부 전자파에 대한 간섭을 덜 받고 도청되기 어려우며 소형화·경량화 돼 광섬유 한 개에 수많은 통신회선을 수용할 수 있다. 더불어 외부환경 변화에도 크게 영향 받지 않아 데이터 손실률도 매우 낮다. 이 광섬유 여러 가닥을 한데 묶어 케이블로 만든 것이 바로 광케이블인데 현재 우리 생활 깊숙이 자리 잡은 광대역(broadband) 통신이 바로 여기에 기인하는 것이다. 재료인 유리섬유의 풍부한 양과 유선 통신망은 물론 세계 각국을 연결하는 해저 케이블까지 같은 소재로 이뤄져있는 현 상황에서 광섬유는 1,000년은 너끈히 버틸 통신 매개체로 여겨왔지만 한계 역시 존재한다. 향후 인류가 우주로 진출해 화성과 같은 타 행성 이주가 일상화 된다면 이 광섬유를 부설할 장소가 마땅치 않다는 것이다. 우주공간에서 지구처럼 땅을 파고 묻을 수도 없는 노릇이다. 이런 측면에서 메릴랜드 대학 연구진이 제안한 것은 도파관(waveguide, 마이크로파 이상 높은 주파수의 전기 에너지 또는 신호를 전송하는 통로)을 공기로 구성하는 방식의 새로운 광섬유를 개발하는 것이다. 이 신개념 광섬유 방식은 빛 레이저를 강하게 쬐어 공기 밀도를 변화시켜 도파관을 생성시킨 뒤 이를 통해 광 신호를 전달하는 것이다. 연구진에 따르면, 레이저를 공기 중에 순간적으로 발사시키면 주변 공기온도가 데워지면서 팽창되는데 이 과정에서 공기로 이뤄진 도파관이 만들어진다. 이 도파관 속으로 전자 신호를 발사시키면 해당 통로를 따라 초고속으로 정보가 전송될 수 있는 것이다. 연구진은 레이저 방출기를 이용해 1m길이의 공기 광섬유 도파관을 생성시키는데 성공했다. 하지만 연구가 발전돼 해당 길이가 점점 늘어난다면 향후 지구 전역은 물론 우주 공간너머 타 행성까지 광대역 통신을 연결할 수 있는 가능성이 생기는 것이다. 현재 연구진은 다음 목표를 길이 50m 공기 도파관을 생성시키는 것으로 정한 상태다. 한편 이 연구 결과는 국제학술지 ‘광학 저널(Journal Optica)’에 발표됐다. 자료사진=포토리아/University of Maryland 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

바쁜 현대인들을 위한 균형있는 영양식으로 자리잡은 생식이 진화하고 있다. 이미 수십가지의 원료들로 구성된 건강한 한끼 식사로 사랑받고 있지만, 새싹채소를 이용해 영향성분을 더욱 강화한 제품까지 등장했다. 심포니네이처 스프라우트생식(대표 김정수,www.healthplus.or.kr)이 대표적이다. 심포니네이처 스프라우트생식 프리미엄새싹 생식은 새싹류뿐만 아니라 곡류, 엽채류, 과실류, 해조류, 버섯류, 콩류, 구근류 등 유기농, 친환경으로 농사 짓는 지인들로부터 공급받은 순수 국내산 농산물을 포함해 50 여 가지 원료가 들어간다. 김정수 대표는 “식물의 씨앗 속은 생명 유지에 필요한 영양소로 가득 차 있고, 그 에너지가 싹을 틔우기 때문에 이 시기에는 다 자란 식물에 비해 효소, 비타민과 미네랄 등 몸에 좋은 성분이 4배 이상 함유되어 있다”면서 “스프라우트생식은 이러한 보리새싹, 메밀새싹, 밀새싹, 싹 틔운 현미 등을 보강해 만든 제품이다”고 말한다. 이러한 생식은 요즘 현대인들의 아침식사대용으로 많이들 찾는다. 한 두 가지 식품을 아침으로 먹을 때의 발생할 수 있는 영양의 편중됨이 없고, 섬유소도 풍부하고 소화 흡수가 잘돼 위에 부담을 주지 않으므로 힘차고 상쾌한 하루를 시작할 수 있다는 것이 김 대표의 설명이다. 뿐만 아니라 많은 여성들이 다이어트생식으로 새싹생식을 복용하고 있다. 김 대표에 따르면, 일반생식이나 다이어트 제품보다 다이어트식사대용으로 좋은 이유는 새싹에는 풍부한 효소뿐 아니라 비타민B, 비타민C, 카로틴, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 철분, 인 등 비타민과 미네랄이 다 자란 채소보다 훨씬 더 풍부하기 때문이다. 이런 영양소들은 우리 몸에 축적되는 지방, 탄수화물, 단백질 등을 연소시키므로 살이 찌는 것을 막을뿐더러, 기존 우리 몸에 축적된 지방을 태우므로 군더더기 살 제거에 도움을 준다. 영양소 파괴가 거의 없는 것도 생식의 장점. 생식은 우주인의 식량건조 방법으로 쓰이는 동결건조법을 사용해 식품고유의 맛과 색상 그리고 영양을 거의 자연 그대로 보존이 가능하며, 원료도 50여 가지나 된다. 심포니네이처 스프라우트생식 김정수 대표는 “경영자 가치관 및 생식사업 집중도, 국산 100% 친환경 주원료, 생식제품인지 생식함유제품인지, 급속동결건조인지 열풍건조인지, 1회분 40g의 용량, 10년 이상 생식사업 경험 업체, 무염식 제품, 유통거품없는 가격 등을 따져 보는 것이 좋은 생식 선택하는 방법이다”고 조언했다. 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

가까운 미래에 지구전역은 물론 약 5,600만㎞ 떨어지는 우주 공간 너머 화성까지 연결할 수 있는 첨단 광섬유에 대한 연구가 진행 중인 것으로 알려져 학계의 이목이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 네이처 월드 뉴스는 메릴랜드 대학 전자물리·컴퓨터공학 연구진이 공기와 레이저를 이용한 신개념 광섬유 제작을 위한 핵심기술 개발에 성공했다고 최근 보도했다. 광섬유(optical fiber)는 중심에 굴절률이 높은 유리, 바깥에 굴절률이 낮은 유리를 장착해 중심부 유리를 통과하는 빛이 전반사 되도록 제작된 광학적 섬유를 말한다. 이 광섬유는 외부 전자파에 대한 간섭을 덜 받고 도청되기 어려우며 소형화·경량화 돼 광섬유 한 개에 수많은 통신회선을 수용할 수 있다. 더불어 외부환경 변화에도 크게 영향 받지 않아 데이터 손실률도 매우 낮다. 이 광섬유 여러 가닥을 한데 묶어 케이블로 만든 것이 바로 광케이블인데 현재 우리 생활 깊숙이 자리 잡은 광대역(broadband) 통신이 바로 여기에 기인하는 것이다. 재료인 유리섬유의 풍부한 양과 유선 통신망은 물론 세계 각국을 연결하는 해저 케이블까지 같은 소재로 이뤄져있는 현 상황에서 광섬유는 1,000년은 너끈히 버틸 통신 매개체로 여겨왔지만 한계 역시 존재한다. 향후 인류가 우주로 진출해 화성과 같은 타 행성 이주가 일상화 된다면 이 광섬유를 부설할 장소가 마땅치 않다는 것이다. 우주공간에서 지구처럼 땅을 파고 묻을 수도 없는 노릇이다. 이런 측면에서 메릴랜드 대학 연구진이 제안한 것은 도파관(waveguide, 마이크로파 이상 높은 주파수의 전기 에너지 또는 신호를 전송하는 통로)을 공기로 구성하는 방식의 새로운 광섬유를 개발하는 것이다. 이 신개념 광섬유 방식은 빛 레이저를 강하게 쬐어 공기 밀도를 변화시켜 도파관을 생성시킨 뒤 이를 통해 광 신호를 전달하는 것이다. 연구진에 따르면, 레이저를 공기 중에 순간적으로 발사시키면 주변 공기온도가 데워지면서 팽창되는데 이 과정에서 공기로 이뤄진 도파관이 만들어진다. 이 도파관 속으로 전자 신호를 발사시키면 해당 통로를 따라 초고속으로 정보가 전송될 수 있는 것이다. 연구진은 레이저 방출기를 이용해 1m길이의 공기 광섬유 도파관을 생성시키는데 성공했다. 하지만 연구가 발전돼 해당 길이가 점점 늘어난다면 향후 지구 전역은 물론 우주 공간너머 타 행성까지 광대역 통신을 연결할 수 있는 가능성이 생기는 것이다. 현재 연구진은 다음 목표를 길이 50m 공기 도파관을 생성시키는 것으로 정한 상태다. 한편 이 연구 결과는 국제학술지 ‘광학 저널(Journal Optica)’에 발표됐다. 자료사진=포토리아/University of Maryland 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

소설 해리포터 속 ‘투명망토’나 영화 할로우 맨 속 ‘투명인간’처럼 사람 자체를 보이지 않게 은폐시키는 기술은 아직 현실화되지 못했다. 하지만 적어도 언젠가는 그 실마리를 풀 수 있도록 도와줄 ‘투명물질’이 개발돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 영국 케임브리지 대학 물리학과 연구진이 빛을 이용한 은폐물질 개발에 성공했다고 28일(현지시각) 보도했다. 눈에 보이지 않는 투명화 기술의 기초 원리는 ‘빛’에 숨겨져 있다. 사물을 반사시키고 흡수시키기도 하는 빛은 제어에 따라 특정 물체를 사람 눈에 전혀 띄지 않도록 작용시킬 수 있기 때문이다. 현재까지 연구로는 이 빛을 임의적으로 제어할 수 있는 것이 바로 메타 물질(Metamaterial)이다. 메타물질은 금속, 유전물질로 설계된 메타 원자(meta atom)의 주기 배열로 이뤄진 가상 물질로 파장보다 작은 크기가 특징이다. 자연에서 발견할 수 없는 가공의 성질을 인공적으로 설계해 만든 것으로 빛을 자유자재로 제어할 수 있다는 특징이 있다. 케임브리지 대학 연구진은 금 나노입자와 레이저 빛을 이용해 보다 발전된 메타물질을 만들어냈다. 연구진은 물속에 넣어져있는 금 나노입자에 다량의 레이저 빛을 바늘처럼 투영시키는 방식으로 마치 장난감 블록을 쌓듯 각 물질을 차례로 엮어냈다. 이후 호박모양의 나노입자로 안정된 분자구조를 유지시키는 쿠커비투릴(Cucurbituril)을 첨가한 뒤 여기에 각 입자들 사이로 전기가 통할 수 있도록 ‘인공 다리’를 구축했다. 그 이유는 연구진이 연구에 활용한 나노입자가 금속 내 자유전자가 집단으로 진동하는 유사입자인 플라스몬(plasmon)으로 구성돼있기 때문이다. 이는 전기장을 발생시키며 가시광선에서 근적외선 대역의 빛과 접촉하면 광흡수가 일어나는 성질을 가지고 있다. 초고속 레이저 빛을 쪼여 순식간에 수십억 개의 나노입자를 전기장으로 연결시키는 방식으로 탄생된 이 메타물질은 기존보다 더 큰 범위의 은폐 효과를 낼 수 있는 잠재성을 품고 있다. 연구진은 “이 물질은 기존 투명 효과를 보다 넓은 범위로 확대시킬 수 있는 가능성을 담고 있다”고 설명하는데 특히 마약, 폭발물 감지 또는 스텔스 응용 프로그램과 같은 군사기술 측면에서 큰 도움이 될 것으로 추정한다. 한편 이 연구결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 28일자에 발표됐다. 사진=포토리아/Ventsislav Valev/Cambridge University 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr