원자에서 전자가 떨어져 나오는 초고속 이온화 과정 아토초 단위로 측정하는 데 성공했다

원자에서 전자가 떨어져 나오는 초고속 이온화 과정을 아토초(atto second) 단위로 측정하는 시대가 열렸다. 아토초는 1초의 100경분의 1에 해당하는 시간이다.

교육과학기술부는 카이스트 남창희(사진) 교수와 김경택 박사, 금오공대 최낙렬 교수 등이 아토 단위 시간에서 일어나는 진동현상을 이용해 헬륨의 원자 상태를 측정하는 데 성공했다고 1일 밝혔다.

수소 원자에서 전자가 핵을 1차례 공전하는 데는 150아토초가 걸린다. 남 교수 등은 순간적으로 일어나는 진동을 원자에 쪼여 전자가 분리된 뒤 다시 재결합하는 과정(이온화 과정)을 규명했다. 여기에는 자체개발한 고성능 광전자 계측장비가 이용됐다.

최 교수는 “엄청나게 빠른 속도로 이뤄지는 원자의 이온화 과정을 아토초 단위별로 명확하게 규명한 것”이라고 말했다. 남 교수는 “이를 토대로 원자나 분자 내부에서 일어나는 초고속 현상을 정확하게 측정할 수 있게 됐다”고 설명했다. 연구성과는 물리학 분야의 학술지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’에 게재됐다.

고승욱 기자 swko@kmib.co.kr