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2023년 노벨물리학상, 아토의 움직임을 볼 수 있는 초고속 플래시 개발자 3명에게 수여

2023년 노벨물리학상은 아토초(100억분의 1초)의 순간에 전자의 움직임을 볼 수 있는 "초고속 플래시(전등)"를 개발한 피에르 아고스티니 미국 오하이오주립대 교수, 페렌츠 크라우스 독일 막스플랑크연구소 양자광학연구소 소장, 안 륄리에 스웨덴 룬드대 교수에게 돌아갔다고 밝혔다.

스웨덴 왕립과학아카데미는 이들이 전자의 움직임 연구에 필요한 아토초 광펄스 생성 방법을 제시한 데 대한 공로로 노벨물리학상을 수여한다고 3일 발표했다. 왕립아카데미는 아토초 물리학은 전자의 세계로 가는 문을 열고, 전자에 의해 지배되는 메커니즘을 이해할 기회를 인류에게 선사했다고 설명했다.

세 학자는 아토초 물리학을 인류사에 처음으로 개척했다. 전자의 움직임이나 에너지 변화를 순간적으로 포착할 수 있는 아토초 광펄스를 각자 다른 시기와 방식으로 만들어 냈다. 반도체 선폭에 익숙한 우리에게는 난이도가 높게 느껴질 수 있는데, 이는 아토에 비하면 더 큰 단위인 나노(10의 9제곱분의 1)에 해당한다.

전자의 세계에서는 1아토초 사이에 수많은 변화가 일어난다. 륄리에 교수는 1987년 불활성 기체에 적외선을 투사하면 서로 다른 빛의 배진동 현상이 나타난다는 것을 처음 발견했다. 이는 전자가 가스와 상호작용하면서 이온을 주고받아 에너지가 변하는 과정에서 발생하는 현상이다. 아고스티니 교수는 이 연구를 이어받아 2001년에는 250아토초까지 지속되는 광펄스를 만들어냈다. 비슷한 시기에 크라우스 소장은 650아토초까지 지속되는 단일 광펄스를 선보였다.

과학계는 현미경으로 인해 인간이 "공간 분해 능력"을 갖게 되었다면, 아토초 물리학을 통해는 "시간 분해 능력"을 갖게 되었다고 평가하고 있다. 아토초 물리학은 장기적으로 의료용 진단 기기나 발전된 기술 개발에 큰 영향을 줄 수 있을 것으로 전망되고 있다.

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