X 선 레이저 로 75 펨토 초 에 10 만도 로 가열 하 는 데 성공 밀도 , 열용량 , 열전도 성 등 물 의 특성 이해 하 는 데 활용 세계 에서 가장 빨리 물 을 끓일 수 있 는 온수기 ( water heater ) 가 등장 했 다 . 독일 전자 가 속기 연구소 ( DESY ) 자유 전자 레이저 과학 센터 와 스웨덴 웁살라 대 소속 카 를 칼레 만 연구 팀 은 X 선 레이저 를 이용 해 0 . 000000000000075 초 ( 75 펨토 초 · 1000 조분 의 75 초 ) 안 에 물 을 섭씨 10 만도 로 가열 하 는 데 성공 했 다 . 통상 적 으로 물 을 끓일 때 는 온도 를 높여 물 분자 를 격렬 하 게 흔드 는 방식 을 쓴다 . 난로 에서 열 을 전달 한다든지 전자레인지 를 사용 할 때 처럼 마이크로파 로 물 분자 를 빠르 게 앞뒤 로 진동 하 게 만들 어 열 을 내 는 것 이 다 . 이번 에 연구 팀 은 극도 로 강력 하 고 짧 은 X 선 레이저 를 쏴 물 분자 에서 전자 를 축출 하 는 방식 을 활용 했 다 . 전자 를 쳐 내 면 전하 균형 이 깨지 는데 이때 원자 들 이 강한 반발 력 을 느끼 고 격렬 하 게 움직이 기 시작 한다 . 연구 팀 은 이 과정 에서 75 펨토 초 라는 짧 은 시간 안 에 물 이 뜨거워지 고 액체 상태 가 아닌 플라스마 상태 로 변하 게 되 는 것 을 포착 했 다 . X 선 이 처음 물줄기 와 충돌 하 고 나 서 25 펨토 초 정도 까지 는 물 분자 가 꿈 쩍 도 안 하 지만 75 펨토 초 가 지나 면 확실 한 변화 가 일어났 다 . 원자 에서 전자 가 제거 되 면서 전기 적 으로 충전 된 기체 를 생성 하 는 플라스마 상태 가 된 것 이 다 . 공동 저자 인 올로프 옌손 웁살라 대 연구원 은 " 물 이 액체 에서 플라스마 로 변하 긴 하 지만 원자 들 이 아직 먼 거리 를 이동 할 시간 이 없 기 때문 에 물 은 여전히 액체 상태 를 유지 한다 " 며 " 지구 중 심부 보다 훨씬 뜨거워 지 고 태양 이나 목성 에서 발견 되 는 플라스마 에 비해 밀도 가 약간 낮 긴 하 지만 비슷 한 성질 을 띠 게 된다 " 고 설명 했 다 . 물 은 생명 의 근원 으로 지구 상 에 생명체 등 이 존재 할 수 있 는 가장 핵심 적 인 구성 요소 인데 X 선 을 활용 해 물 상태 를 조절 하 면서 밀도 , 열 용량 , 열 전도 등 물 의 고유 하 고 도 예외 적 인 특성 을 이해 하 는 데 활용 할 수 있 다는 게 연구 진 설명 이 다 . 이번 에 쓰인 X 선 레이저 는 물 이외 에 다른 액체 구조 를 관찰 하 는 데 도 응용 할 수 있 다 . 니쿠 소르 팀 네 아누 웁살라 대 연구원 은 " X 선 레이저 를 활용 해 단일 분자 나 다른 작 은 입자 를 이미지 로 구현 하 는 기술 개발 까지 도 고려 할 수 있 다 " 고 설명 했 다 . [ 김윤진 기자 ] ▶ 뉴스 이상 의 무궁무진 한 프리미엄 읽 을 거리 ▶ 아나운서 가 직접 읽 어 주 는 오늘 의 주요 뉴스 [ ⓒ 매일 경제 & mk . co . kr , 무단 전재 및 재 배포 금지 ]