[과학] 과학의 미래

 

원자를 분열시키는 것은 비교적 간단하다. 우리는 전등을 켤 때마다 전자를 떼어내어 원자를 분열시키고 있다. 정말 어려운 것은 원자핵의 분열이다. 동료들과 함께 얇은 금박에 알파 입자를 쏘아 원자의 구조를 밝힌 러더퍼드는 수년에 걸쳐 반복적으로 도전한 끝에 1919년에 불완전하지만 처음으로 성공했다.

 

CNO 순환도의 일부로, 핵반응을 일반적으로 설명하기 위해 작성된 도표

 

중수소 - 삼중수소 (D-T) 핵융합 반응은  핵융합 발전 의 가장 유력한 방식으로 여겨진다.

 

러더퍼드는 알파 입자(헬륨 이온이라고도 한다.)를 질소 가스에 쏘아 원자핵에서 양자를 쳐낸다. 튀어나온 양자는 질소의 일부와 결합해 소량의 수소가 발생했다. 하지만 분해된 양이 너무 적었기 때문에, 이 주목할 만한 일련의 실험은 막다른 길에 이르렀다.14년 후인 1932년 4월, 케임브리지 대학교의 캐번디시 연구소에서 러더퍼퍼드의 연구팀은 '선형 가속기'라고 불리는 양성자를 가속하는 장치를 사용해 훨씬 큰 성공을 거두었다. 양자를 리튬으로 만든 표적에 조사한 결과, 양자의 흐름이 리튬 원자를 알파 입자로 분열시킨다는 게 밝혀졌다. 당시 러더퍼드와 그의 동료들은 이 연구의 실용적 용도에 대해 전혀 고려하지 않았다. 물론, 그것이 지금까지 본 적 없는 파괴력을 가진 폭탄을 만들어낼 것이라는 생각은 전혀 없었다.

 

 

원소의 발견은 화학 혁명을 일으켰으며, 약품, 플라스틱, 그리고 다양한 합성 재료의 개발로 이어졌다. 물체를 점점 더 미시적으로 관찰해 나가는 과정에서 원자의 존재에 도달했다. 원자의 세계를 연구하는 과정에서 핵 에너지, 분자 생물학, 유전자 공학, 분자 의학, 컴퓨터, 레이저, 메저가 탄생했다. 선진국의 국민총생산(GNP)의 3분의 1을 양자역학의 산물이 차지한다는 추산도 있다.

 

 

CERN(유럽 공동 원자핵 연구 기관)의 연구자들은 대형 하드론 충돌형 가속기를 이용해 기본 입자를 고속으로 충돌시키고, 그 아래 계층에 있는 '쿼크' 연구에 매진하고 있다. 이것이 과연 물질의 궁극적인 구성 요소인지 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 그러나 이 연구로부터 실용적인 부수적 성과가 탄생했다. 1989년 CERN에서 개발된 '월드 와이드 웹'이 바로 그것이다. 우리는 '이 세계는 무엇으로 이루어져 있는가'라는 질문에 아직 답을 찾을 수 없으며, 앞으로도 알 수 없을지도 모른다. 그러나 연구를 계속한다면, 놀라운 세계를 만나게 될 것이라는 것도 확실하다.