세종대 김병환 교수, 빛 입자 영상 촬영 첫 성공

세종대학교(총장 신구)는 김병환 전자공학과 교수가 태양에서 방출되는 ‘빛 입자(광자)’의 영상을 처음으로 촬영하고 광자의 화학적 조성을 새롭게 밝히는 데 성공했다고 17일 발표했다.

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좌측은 태양 빛을 구성하는 광자들의 배열을 보여주고 있으며, 빨간색의 원 내부에 있는 하얀 물질이 크기가 수십 마이크로 미터2 크기의 하나의 광자를 나타낸다. 우측은 고체형의 광자들이 파란색으로 나타난 젤형의 광자에 의해 묶어져 있는 것을 보이고 있다. 고체형의 광자는 좌측 영상에 나타난 광자 크기의 1/10 정도 되고, 젤형의 물질은 그 크기를 축정할 수 없는 입자로 구성된다.

김 교수는 “촬영한 두 개의 영상에서 빛은 고체형과 젤형의 광자로 구성됐음을 발견했다”며 “1905년 아인슈타인이 현재의 광자에 해당하는 빛의 양자(Light quanta)를 정의한 이후 109년 만에 그 실체가 확인됨 셈”이라고 밝혔다. 이는 광자는 질량과 전하가 ‘0’이라는 물리학 정의를 정면 반박한 것이다.

김 교수는 기존 보어의 원자모델이 틀렸다면서 지난 13일 발간한 자신의 책(Visible Photons and Energy Orbits)에서 새로운 원자론을 제시했다. 원자 내에는 전자로 가득 찬 3차원 구조 전자궤적이 존재하며 광자는 원자 내의 전자궤적을 구성하는 물질이고 뜨거운 전자에너지를 전달한다는 게 주요 내용이다.

김 교수는 “우주항공 산업과 각종 전자소자 제조에 이용되는 핵심 물질로 향후 태양으로부터 무한정 공급받을 수 있어 관련 산업의 비약적 발전이 기대된다”며 “물질을 대량 수집하는 방법 및 태양전지를 포함한 각종 전자소자의 제작과 관련한 원천특허가 곧 출원될 예정”이라고 말했다.


김명희기자 noprint@etnews.com

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