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과학 기타'입자 가속기' 연구가 우주 생성의 비밀 풀어줄까?
LHC 터널에서 양성자 충돌 실험··· 빅뱅·블랙홀의 정체 등 의문 밝힐 끈이론 연구 우주는 어떻게 만들어졌을까. 또 모든 물질은 궁극적으로 무엇으로 이뤄져 있을까. 이 두 가지는 입자물리학의 가장 근본적인 질문이다. 최근 교육과학기술부 관계자들은 이런 연구를 세계적으로 선도하고 있는 스위스 CERN(유럽입자물리연구소)을 공식 방문했다. CERN은 세계 최대 규모 강입자가속기(LHC:Large Hadron Collider)를 갖추고 있으며 수만명의 다국적 연구원들이 드나드는 곳이다. 우리나라도 LHC와 유사한 국제적 기초과학 연구를 진행할 수 있는 중이온가속기를 들여올 준비를 하고 있다. 가속기 연구는 우주의 비밀을 풀어줄 수 있을 것으로 기대되고 있다. 과학의 진보는 의문의 해소와 무지(無知)의 정복 과정이다. 19세기 중반까지만 해도 원자의 존재를 믿는 사람은 별로 없었으나,21세기에는 원자 하나하나를 움직이는 기술까지도 존재하는 세상이 됐다. 그리고 20세기 초반까지만 해도 우리 은하계 밖에 무엇이 있다고는 전혀 생각하지 못했으나,현재는 우리의 은하만한 것이 수천억개 이상 있다는 것을 알게 됐다. 입자가속기가 무엇인지 알아보자.◎ LHC,빅뱅 환경 유사하게 구현CERN은 올해 4월 약 27㎞길이의 LHC 터널에서 양성자를 각각 3.5TeV(테라전자볼트)의 에너지로 충돌시키고 데이터를 기록하는 실험을 성공적으로 마쳤다. 당시 CERN 관계자들은 "우리는 이로써 이전에 누구도 가보지 못한 영역에 발을 내딛었으며 물리학의 새로운 지평을 열었다"고 말했다. 총 7Tev의 힘은 이전까지 최고 기록이었던 미국 시카고 페르미연구소 입자가속기 2Tev보다 3.5배나 높은 것이다. 빅뱅 당시 상황을 가장 정
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과학 기타동물도 자살을 한다?
고래·물개 등 해양 동물의 '스트랜딩' 침팬지·코끼리 등도 스스로 죽음 선택 최근 연예인 박용하가 스스로 목숨을 끊은 데 이어 최근에는 일본의 유명 여자 아나운서가 생후 5개월 아기를 두고 자살해 큰 이슈가 됐었다. 특히 한국의 자살률은 이미 세계적인 수준이다. 최근 한국인의 자살률은 경제협력개발기구(OECD) 30개 회원국 가운데 1위를 기록하는 불명예를 안기도 했다. 한국인의 자살률은 10만명당 21.5명(OECD 평균 11.1명)으로 회원국 가운데 1위를 차지했고 헝가리(21.0명),일본(19.1명) 순으로 나타났다. 그리스는 2.9명으로 회원국 가운데 자살률이 가장 낮았다. 도대체 사람들은 왜 자살을 하는 것일까. 사람이 자살하는 이유로는 동물에 비해 잘 발달된 대뇌가 꼽힌다. 대뇌피질이 창조적이고 조직적이며 모든 신경을 통제하는 중추기능이지만 취약점도 가지고 있다. 엄청난 자극에 의해 흐트러진 질서는 좀처럼 돌이키기 힘들거나 영구적으로 못 쓰게 돼버리는 것이다. 그래서 사람들은 우울증,폭력 등의 비정상적인 행동을 보이기도 하고,아노미(anomie)에 빠지면 자살을 선택하기도 한다. 사람만큼 대뇌가 발달하지 못한 동물들도 자살을 한다. 물론 정신적인 충격을 받고 자살하는 경우는 드물다. 하지만 자살의 의미가 '스스로를 죽이는 행위'라고 할 때 동물들도 자살을 할 수 있다는 증거들은 얼마든지 있다. ⊙ 고래 등 해양동물의 자살(stranding)우리는 종종 고래나 물개 등 해양동물들이 해안가로 올라와 죽었다는 소식을 접하게 된다. 이렇게 대부분의 해양동물들이 갑작스레 해안가로 올라오는 현상을 '스트랜딩(stranding)'이라고 한다. 전문가들은 스트랜딩의 원인을 '어떤 이유에
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과학 기타D램 대체할 비휘발성 메모리 나올까?
'스핀파' 연구 통해 차세대 전자소자 'V-램'개발 가능성최근 정보기술(IT) 분야의 가장 큰 관심은 단연 '아이폰'으로 촉발된 스마트폰이다. 스마트폰 분야에서 애플에 '선방'을 맞은 삼성전자는 최근 아이폰에 대항할 스마트폰 '갤럭시 S'를 내놓고 이와 연관된 풀 라인업 제품을 잇따라 출시하겠다고 선언했다. 스마트폰이 글로벌 IT기업에 최대의 화두가 된 것은 컴퓨터가 손 안으로 옮겨가고 있는 트렌드 때문이다. 즉 초소형 전자소자 발전으로 대용량 정보저장과 초고속 정보처리가 가능해지고 다양한 콘텐츠를 제공하는 소프트웨어(SW)가 이를 통해 연속적으로 발전하고 있는 것이다. 우리가 흔히 알고 있는 D램 등 전자소자에는 전자가 지니고 있는 전하의 흐름과 양을 제어함으로써 정보의 기록 · 재생 · 저장 등이 가능하다. 그런데 컴퓨터를 사용하다 보면 누구나 겪는 낭패가 있다. 전원이 갑자기 꺼져버린다든지 실수로 인해 문서 등 작업하던 것이 갑자기 날아가버리는 경우다. 이는 컴퓨터 정보기억소자 중 하나인 D램이 휘발성 메모리이기 때문이다. 컴퓨터에 쓰이는 휘발성 메모리를 비휘발성 메모리로 대체하면 어떨까. 현재 전자가 지니고 있는 다른 특성을 이용해 비휘발성 초소형 전자소자를 개발하려는 첨단 연구가 진행되고 있다. 김상국 서울대 교수를 통해 '스핀'의 세계를 알아보자.⊙ 자기소용돌이 핵 제어,V-램막대자석이 N극과 S극을 갖고 서로 끌어당기는 물리 법칙은 초등학생 이상이면 누구나 알고 있다. 이 힘은 과연 어디서 나오는 것일까. 전문가들은 자석의 본질을 전자가 갖고 있는 '스핀' 때문이라고 설명한다. 스핀은 전자가 막대자석과 같은 성질을 지니게 하는 양자 상태를 말
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과학 기타여름철 건강 위협하는 식중독과 햇볕 화상 어떻게 피할까
손 자주 씻고 음식물 익혀 먹어야 야외활동시 모자·긴팔옷 챙겨야본격적인 바캉스 시즌이 돌아왔다. 수능시험 및 중요한 시험을 앞두고 있는 사람들에게는 괴로운 시간이지만 한 해 동안 열심히 일한 사람들에게는 1년에 한 번 돌아오는 꿀맛 같은 휴식을 즐길 수 있는 기회이기도 하다. 휴가를 집에서 여유롭게 보낼 수도 있겠지만 뭐니뭐니 해도 바캉스의 참맛은 해수욕 등 야외활동에서 찾을 수 있을 것이다. 하지만 휴가를 100% 즐기려면 우선 몸이 건강해야 한다. 여름철은 날씨가 뜨겁고 습기도 높은 데다가 휴가기간 중 다소 들뜬 관계로 건강관리에 주의를 기울이지 못하면 다양한 질병과 사고가 발생할 수 있기 때문이다. 여름철의 대표적 질병인 식중독과 야외 활동 중 흔히 발생하는 일광화상.어떻게 하면 이 둘을 피해 여유롭고 즐거운 휴식을 즐길 수 있을까?⊙ 식중독의 원인과 예방 및 치료법식중독이란 섭취한 음식물의 독성 물질 때문에 발생한 일련의 증후군을 말한다. 흔히 장염과 혼동하는 경우가 있으나 장염의 경우 대부분 음식 섭취와 관련이 있기 때문에 식중독과 따로 구분하기는 어렵다는 것이 전문가들의 의견이다. 식중독은 그 원인에 따라 세균 자체에 의한 감염이나 세균에서 생산된 독소에 의해 증상을 일으키는 세균성 식중독,자연계에 존재하는 동물성 혹은 식물성 독소에 의한 자연독 식중독,인공적인 화학물에 의해 증상을 일으키는 화학성 식중독으로 나누어 볼 수 있다. 여기에 바이러스가 원인이 되는 바이러스성 장염을 따로 구분해 추가해 볼 수도 있다. 원인 물질에 따라 잠복기와 증상의 정도가 다르게 나타나게 되는데 일반적으로 음식물 섭취 후 72시간 이내에 구토,
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과학 기타인류 건가의 '공공의 적' 암(癌)··· 정복 길 열릴까
피 한방우로 암 진단·악성 진행 조기 차단 연구도 활발 암은 아직까지 인류가 제일 두려워하는 난치병이다. 인류는 과학기술 개발을 통해 암을 정복할 수 있는 연구를 활발히 진행중이다. 현재로서 암에 대처하는 방법은 외과적 수술과 항암치료를 제외하고는 두가지다. 첫째는 암 치료용 신약개발이고 둘째는 조기진단을 통한 초기 치료다. 그러나 신약 개발은 막대한 자본과 인력,원천 기술이 필요하며 이 부분에서 다국적 제약회사에 비해 경쟁력이 턱없이 부족한 국내 제약업계 현실에 비춰볼 때 상당히 어려운 일이다. 따라서 국내 연구진은 최근 발전하고 있는 다양한 나노기술과 더불어 자기공명영상(MRI),컴퓨터단층촬영(CT),광학,초음파 등 의공학 융합기술이 발달하면서 조직을 절개하지 않고 암을 진단할 수 있거나 악성 진행을 차단할 수 있는 기술 개발에 몰두하고 있다. ⊙피 한방울로 암 진단암은 X-레이나 CT,MRI 등을 통해 진단하기도 하지만 부정확할 수 있거나 비용이 비싼 단점이 있다. 경북대학교 치의학전문대학원 조제열 교수팀은 현재 암 사망률 1위이며 발병률 3위인 폐암을 혈액을 이용해 간편히 진단할 수 있는 방법을 개발하고 있다. 암 발생 여부를 혈액으로 확인하기 위해서는 암 환자의 혈액 속에만 특이적으로 존재하는 '바이오마커'를 찾아내야만 한다. 바이오마커는 다양한 체내 분자구조 변형으로 인한 신체이상을 판별할 수 있는 지표를 말한다. 예를 들면 다음과 같다. 바이오마커가 발굴되면 여기에 특이하게 결합할 수 있는 항체를 개발하고 이 항체를 혈액이나 혈청 주입구에 발라둔다. 이것이 바이오마커와 결합하면 크로마토그래피(chromatography) 기법에 의
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과학 기타세계 최초로 통신·기상·해양 관측 동시에 수행
‘천리안’ 위성 발사 성공… 한국 우주과학 ‘희망’ 되살렸다!국내 연구개발로 제작된 첫 정지궤도 위성 ‘천리안’이 남미 프랑스령 가이아나우주센터에서 성공적으로 발사됐다．천리안 위성은 27일 오전 6시 41분(현지시간 26일 오후 6시 41분) 가이아나우주센터에서 프랑스 아리안스페이스사가 개발한 아리안-5ECA 발사체에 실려 불꽃을 내뿜으며 우주로 쏘아 올려졌다．천리안 위성이 우주로 진입한 것은 2003년 9월 개발이 시작된 이래 9년 7개월만이다．최초 발사예정이었던 6월23일 발사체에서 이상이 발견돼 발사를 3회 연기한 끝에 성공한 것이다．이는 최근 나로호 발사 실패로 다소 침체됐던 한국 우주과학계에 다시금 희망을 불어넣는 일로 평가받고 있다．지구위에는 약 6000여개의 위성이 떠다닌다．실로 밤 하늘의 별 만큼 위성이 많은 셈이다．이처럼 많은 위성가운데 우리의 위성인 천리안은 어떤 과정을 통해 제 기능을 수행하게 되고 어떤 특징을 가졌는지 알아보자．⊙ 천리안은 어떤 위성인가?천리안 위성은 통신 목적외에도 해양 및 기상관측을 동시에 수행할 수 있는 세계 최초의 위성이다．천리안은 통신·기상·해양관측 탑재체를 갖춘 3t가량의 중형 위성이며 항공우주연구원 등 국내 4개 연구기관이 3500억여원을 들여 유럽의 아스트리움사와 함께 개발했다．천리안은 지구 자전주기와 동일한 공전주기를 가지고 지구 약 3만6000㎞ 상공을 도는 정지궤도위성이다．천리안 위성은 향후 7년간 고도 3만6000㎞의 정지궤도에서 통신해양 및 기상관측 등 각종 임무를 수행하게 된다．천리안 위성이 서비스를 시작하면 우리나라는 세계에서 7번째로 독자기상위성을 운영하는 나라가 된다．발
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과학 기타때 묻지 않고 물위를 걷게 할 수 있는 '나노'의 신비
나노 新 소재 '그래핀'으로 투명하고 휘어지는 디스플레이 개발 최근 과학기술의 어떤 분야를 막론하고 '나노기술'이 화두다. 나노기술은 초집적화된 광전자시스템을 실현할 수 있는 원천기술이다. 나노미터(10억분의 1m) 크기를 갖는 물질을 나노물질이라고 한다. 나노물질은 성질이 그야말로 무궁무진하다. 투명하고 휘어지는 플렉시블 디스플레이를 가능하게 하는 것도 나노물질이며 물위를 걷게 하고 때가 묻지 않는 생활용품을 만드는 상상도 나노기술의 원리 때문에 가능하다. 고려대학교와 성균관대학교，KAIST 등을 통해 나노물질에 대해 알아보자.⊙ 나노는 '투명'하다나노를 알려면 먼저 투명의 개념을 알아야 한다. 투명은 빛과 밀접한 관련이 있다. 빛이 투과할 때 '투명하다'고 말하기 때문이다. 만약 물질에 의해 빛이 반사되거나 흡수되면 그 물질은 불투명한 물질이다. 투명한 물질이라도 물질 표면을 거칠게 하면 표면에서 빛이 산란돼 불투명한 물질이 된다. 두꺼운 금속은 빛이 모두 반사되거나 흡수되므로 불투명한 물질이다. 금속이 햇볕에 노출되면 뜨거워지는 이유는 금속이 빛을 잘 흡수하기 때문이며，반사가 잘 되는 성질을 이용해 거울 대용으로 사용하기도 한다. 그런데 금속도 일정 두께(일명 'skin depth')보다 얇아지면 반투명해진다. 여기서 더 얇아져 두께나 나노미터로 가면 투명한 금속이 된다. 나노물질은 수백m의 가시광선이 투과할 정도로 투명하다. 탄소나노튜브 · 나노와이어 · 나노입자 등 나노물질은 원래 성질이 금속이든 반도체이든 상관없이 나노미터 크기라는 이유로 투명하다. 탄소나노튜브와 나노와이어는 전하 운반자의 이동이 다른 물질에 비
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과학 기타남아공 월드컵에서 쓰는 '자블라니' 어디로 튈지 몰라!
첨단기술 적용해 더 동그랗게 만들어 스피드 더 붙고 반발력 강해져 전 세계인의 축구축제 월드컵이 지난 6월11일 개최국 남아프리카공화국과 멕시코의 개막전 경기를 시작으로 막이 올랐다. 4년에 한 번 개최되는 월드컵은 오는 7월12일까지 전 세계 축구팬들의 가슴을 뜨겁게 달구고 있다. 우리나라도 지난 12일 그리스전에서 통쾌한 2점차 승리를 거둔 뒤 순항 중이다. 23일 나이지리아 전이 남아 있지만 한국 대표팀의 최근 상승세로 미뤄 2002년 한일월드컵에서 4강에 오른 뒤 원정 첫 16강을 목표로 하고 있는 우리나라의 16강 진출 가능성이 조심스럽게 점쳐지고 있는 상황이다. 월드컵은 세계적인 축구선수들의 현란한 발재간과 시원한 골 장면을 보는 것외에 눈여겨 볼 것이 있다. 월드컵을 대표하는 가장 중요한 장비,바로 축구공이다. 축구공은 월드컵 대회와 함께 그 기술에 있어 엄청난 발전을 겪어왔다. 축구실력을 늘리는 것만큼이나 더 빠르고 더 정교한 공을 만들기 위한 노력도 함께 해왔다는 말이다. 과연 이번 월드컵에는 어떤 공이 쓰였을까?⊙ 월드컵 공인구의 역사2002년 월드컵 하면 떠 오르는 것은 우리나라의 4강 신화와 더불어 이전의 축구공과는 판이하게 다른 디자인의 월드컵 공인구 '피버노바'였다. 피버노바는 가볍고 공이 날아가는 속도가 빨라 세계 축구의 판도를 호쾌한 공격축구로 바꿨다는 평가를 받는다. 이후 월드컵 공인구는 점점 현대화된 디자인을 채택하고 있다. 이후 2006년 월드컵 공인구였던 팀 가이스트를 거쳐 2010년 남아공 월드컵에는 자블라니(Jabulani)가 채택됐다. 월드컵 공인구는 세계 최대의 축구 대회인 FIFA 월드컵에서 사용하기 위해 FIFA(국제축구