본문 바로가기
bar_progress

글자크기 설정

닫기

[과학을읽다]"기존 이론 다시 써야"…日 과학자들 놀라운 발견

시계아이콘01분 36초 소요
숏뉴스
숏 뉴스 AI 요약 기술은 핵심만 전달합니다. 전체 내용의 이해를 위해 기사 본문을 확인해주세요.

불러오는 중...

닫기
뉴스듣기 글자크기

산소-28 동위원소 첫 검출 성공
기존 이론과 달리 곧바로 붕괴
"원자 구조 안정성 '매직 넘버' 바꿔야"

일본 과학자들이 사상 최초로 이론상으로만 존재했던 산소 동위원소(산소-28·28O)를 만들어 내는 데 성공했다. 그런데, 물리학계의 기존 원자 구성 이론을 새로 써야 할지도 모른다는 사실이 발견돼 관심을 끌고 있다.


[과학을읽다]"기존 이론 다시 써야"…日 과학자들 놀라운 발견
AD

일본 도쿄공대 연구팀은 30일(현지 시각) 국제학술지 네이처에 이같은 논문을 게재했다. 산소(02)는 기존에 원자핵에 양성자 8개와 중성자 3~18개로 구성될 수 있는 것으로 알려져 있으며, 현재까지 15개의 동위원소의 존재가 밝혀져 있다. 이중 자연 상태에서 찾아볼 수 있는 안정 동위원소는 중성자 수가 8, 9, 10개인 160, 170, 180 등 세 가지다. 이중 160가 전체의 99.8%를 차지할 정도로 대다수다. 나머지 12개 동위원소는 방사성 붕괴로 짧은 반감기를 가진 불안정한 동위원소들이다.


연구팀은 일본 이화학연구소(RIKEN)가 보유한 초전도 중이온 가속기(RIBF)를 이용해 사상 처음으로 중성자 20개를 가진 산소-28을 만들어 검출하는 데 성공했다. 연구팀은 우선 베릴륨(Beryllium) 원소에 칼슘-48 동위원소 빔을 발사해 불소-29 동위원소를 만들었다. 불소-29 동위원소는 원자핵 중 양성자 수가 산소-28보다 1개 많지만 중성자 수는 20개로 같다. 이후 연구팀은 불소-29 동위원소를 두꺼운 액체 수소의 벽에 충돌시켜 원자핵에서 양성자 1개를 탈출시키는 방법으로 산소-28을 생성시키는 데 성공했다.


그런데 문제는 산소-28(양성자 8개ㆍ중성자 20개)이 기존의 이론과 달리 만들어지자마자 붕괴해 사라졌다는 것이다. 그동안 원자 구성에 대한 이론들과는 다른 결과였다. 과학자들은 특정한 숫자(magic number)의 양성자ㆍ중성자를 가진 원자핵들은 더 안정적일 것이라고 봤었다. 예컨대 산소 동위원소의 중성자가 2, 8, 20, 28, 50, 92, 126개 등 특정 숫자일 경우 잘 붕괴되지 않으며, 숫자가 커질수록 두 배씩 안정성이 더 커진다고 본다. 이에 따라 과학자들은 산소-28의 존재를 예측하면서도 '매직 넘버'에 속하는 만큼 반감기가 긴 안정적 물질일 것으로 예측했었다.


대신 연구팀은 붕괴 생성물인 산소-24(240)와 4개의 중성자만 검출할 수 있었다. 몇 년 전까지만 해도 중성자 2개만 동시에 측정하는 데 그쳤기 때문에 산소-28 생성 여부를 확인할 수가 없었다. 하지만 4개의 중성자를 동시 관측하는 데 성공하면서 산소-28 생성 여부도 확인됐다. 연구팀은 이를 위해 이화학연구소의 자체 장비만으로는 부족해 독일 GSI 헬름홀츠 중이온 연구센터에서 특수 검측기를 대여해 오기까지 했다. 이 장비는 양성자와 충돌하는 순간의 중성자 모습을 잡아낼 수 있다.


나카무라 다카시 도쿄공대 연구원은 "비록 산소-28의 정확한 수명을 측정하지는 못했지만 안정적일 것이라는 예측과 달리 생성되자마자 즉시 붕괴된다는 사실을 확인했다"고 설명했다.


과학계에선 추후 입증이 더 필요하지만 기존 원자 구성 이론을 다시 써야 할 지도 모르는 혁신적인 내용이라고 평가하고 있다. 앞서 2009년 캐나다 세인트메리대 연구팀도 또 다른 산소 동위원소 산소-24가 16개의 중성자를 갖고 있어 '안정성'을 갖는 매직 넘버에 속하지 않음에도 불구하고 반감기가 61밀리초(msㆍ1ms는 1000분의1초)로 비교적 길었다는 연구 결과를 발표한 적이 있다. 산소-24의 경우도 8개의 양성자와 16개의 중성자가 강하게 결합돼 있어 상대적으로 수명이 길며, 이는 '16'이라는 숫자도 기존의 원자 구성 이론상 매직 넘버에 포함될 수 있다는 점을 의미한다.


AD

네이처는 "이번 연구 결과로 원자핵을 결속시키는 힘들에 대한 전반적인 의문이 일어나고 있다"면서 "해당 연구팀은 또 다른 동위원소인 산소-30을 만들어 비교 분석하는 것을 희망하고 있다"고 전했다.




김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr
<ⓒ투자가를 위한 경제콘텐츠 플랫폼, 아시아경제(www.asiae.co.kr) 무단전재 배포금지>

AD
AD

당신이 궁금할 이슈 콘텐츠

AD

맞춤콘텐츠

AD

실시간 핫이슈

AD

놓칠 수 없는 이슈 픽

  • 25.04.0609:01
    이상돈 "국민의힘 플랜B가 없다…변화에 한계"
    이상돈 "국민의힘 플랜B가 없다…변화에 한계"

    윤석열 대통령이 헌법재판관 전원일치 8 대 0으로 파면됐다. 한국 정치사에서 박근혜 전 대통령에 이어 두 번째로 대통령이 파면됐다. 불행한 역사다. 지난 4일 오후 3시 아시아경제 유튜브 채널 'AK라디오'에 출연한 이상돈 전 의원은 "국민의힘이 플랜B가 없다"며 변화하는 데 한계가 있을 것이라고 내다봤다. 인터뷰 전문은 아래 영상을 통해 볼 수 있다. 윤 대통령이 8:0으로 파면됐다.영어로 표현하면 심플 앤드 클리어다.

  • 25.04.0608:00
    파나마 운하 둘러싼 미중 패권대결…난처해진 홍콩재벌
    파나마 운하 둘러싼 미중 패권대결…난처해진 홍콩재벌

    최근 파나마 운하 항구 운영권을 둘러싸고 미국과 중국 간의 패권 경쟁이 심화되는 가운데, 홍콩 재벌 리카싱 회장이 양국의 압력 속에서 곤란한 상황에 놓였다. 리카싱이 이끄는 CK 허친슨 그룹은 파나마 운하 항구 2곳의 운영권을 미국 투자기업 블랙록에 매각하려 했으나, 중국 정부의 강력한 압박으로 최종 계약 단계에서 보류하게 되었다. 이는 단순한 비즈니스 거래를 넘어 글로벌 해양 패권을 둘러싼 미중 간 치열한 경쟁의

  • 25.04.0508:00
    中, 반년만에 대만포위 재개…트럼프 관세공격에 맞대응
    中, 반년만에 대만포위 재개…트럼프 관세공격에 맞대응

    중국이 6개월 만에 대만 포위 훈련을 재개하면서 동북아시아의 군사적 긴장이 한층 고조되고 있다. 이번 훈련은 미국이 전 세계를 향해 상호 관세를 발표한 시점과 맞물려 주목을 받고 있다. 특히 중국은 라이칭더 대만 총통을 '독충'으로 표현하며 대만에 대한 군사적 압박을 강화하고 있어 우려를 자아내고 있다. 대만군에 따르면, 자국 해안 일대에서 발견된 중국 함선은 군함 13척, 경비정 4척을 포함해 총 71척에 달했다. 또한

  • 25.04.0110:59
    3선 도전 벌써 언급한 트럼프…"루스벨트도 4선 했다"
    3선 도전 벌써 언급한 트럼프…"루스벨트도 4선 했다"

    도널드 트럼프 미국 대통령이 취임한 지 고작 2개월여 만에 3연임 도전에 나설 것임을 시사해 미국 정계에 논란이 확산되고 있다. 트럼프 대통령은 "3연임이 가능한 방법이 있다"고 언급하며 미국 헌법의 대통령 임기 제한 조항을 우회할 수 있다며 자신감까지 내비쳤다. 미국의 대통령은 수정헌법 22조에 따라 3연임을 금지하고 있다. 트럼프 대통령은 이미 2016년 대선에서 승리해 한 차례 대통령직을 수행했고, 이후 조 바이든

  • 25.03.3008:01
    이낙연 "사법리스크 끝났다는 건 이재명 대표나 민주당의 이미지 조작"
    이낙연 "사법리스크 끝났다는 건 이재명 대표나 민주당의 이미지 조작"

    이낙연 전 국무총리가 지난 28일 오후 3시 아시아경제 유튜브 채널 'AK라디오'에 1시간 동안 출연했다. 인터뷰 전문과 영상은 2일 오전 9시 공개될 예정이다. 이 전 총리는 인터뷰에서 "이재명 대표의 사법 리스크는 끝나지 않았다"고 강조했다. "5개 재판 중 가장 간명했던 것이 공직선거법 관련 재판이다. 5개 재판 중 죄질로 보면 가장 가볍다. 그것 하나 고등법원 판단이 나왔다고 사법 리스크가 끝났다는 것은 이재명 대표나

  • 25.04.0814:57
    은행장도 벌벌 떤다… '금융판 중대재해법'
    은행장도 벌벌 떤다… '금융판 중대재해법'

    #시중 은행 고위 임원 A씨는 올해 들어서 전국의 지점에서 올라오는 크고 작은 문제들을 매일 보고 받는 중이다. 책무구조도를 도입하면서 서울에서 멀리 떨어진 지방의 작은 지점에서 벌어지는 1000원 단위의 작은 계산 착오 문제까지 본인에게 책임이 돌아올 수 있는 상황이라 신경 써야 할 일이 배로 늘었다. #정부 고위 관계자 B씨는 최근 금융사 최고경영자(CEO)들을 만날 때마다 책무구조도와 관련된 하소연을 듣는 일이 많아

  • 25.04.0806:10
    ④신한·우리, 내부통제 실효성 강화…농협·하나, 내부통제 문화 정착
    ④신한·우리, 내부통제 실효성 강화…농협·하나, 내부통제 문화 정착

    편집자주올해부터 금융권에 '책무구조도'가 도입되면서 업계의 긴장감이 높아지고 있다. 책무구조도는 금융사 임원 각자가 내부통제 대상 업무의 범위와 내용을 스스로 명확히 설정하는 제도다. 정부는 반복되는 금융사고에 대응해 사전 예방 차원에서 이 제도를 마련했지만, 현장에서는 강화된 책임 부담과 징계 우려로 불안감을 호소하고 있다. 작은 실수 하나로 자리에서 물러나야 할 수 있다는 두려움도 크다. 이번 기획에서는

  • 25.04.0806:10
    은행장도 벌벌 떤다… 올해부터 시행되는 금융판 중대재해법①
    은행장도 벌벌 떤다… 올해부터 시행되는 금융판 중대재해법①

    편집자주올해부터 금융권에 '책무구조도'가 도입되면서 업계의 긴장감이 높아지고 있다. 책무구조도는 금융사 임원 각자가 내부통제 대상 업무의 범위와 내용을 스스로 명확히 설정하는 제도다. 정부는 반복되는 금융사고에 대응해 사전 예방 차원에서 이 제도를 마련했지만, 현장에서는 강화된 책임 부담과 징계 우려로 불안감을 호소하고 있다. 작은 실수 하나로 자리에서 물러나야 할 수 있다는 두려움도 크다. 이번 기획에서는

  • 25.04.0806:10
    ②"밑에서 몇백억 떼먹어도 책임지는 경영자 없어"
    ②"밑에서 몇백억 떼먹어도 책임지는 경영자 없어"

    편집자주올해부터 금융권에 '책무구조도'가 도입되면서 업계의 긴장감이 높아지고 있다. 책무구조도는 금융사 임원 각자가 내부통제 대상 업무의 범위와 내용을 스스로 명확히 설정하는 제도다. 정부는 반복되는 금융사고에 대응해 사전 예방 차원에서 이 제도를 마련했지만, 현장에서는 강화된 책임 부담과 징계 우려로 불안감을 호소하고 있다. 작은 실수 하나로 자리에서 물러나야 할 수 있다는 두려움도 크다. 이번 기획에서는

  • 25.04.0806:10
    ③해외선 이미 도입된 제도…"차등규제" 목소리도
    ③해외선 이미 도입된 제도…"차등규제" 목소리도

    편집자주올해부터 금융권에 '책무구조도'가 도입되면서 업계의 긴장감이 높아지고 있다. 책무구조도는 금융사 임원 각자가 내부통제 대상 업무의 범위와 내용을 스스로 명확히 설정하는 제도다. 정부는 반복되는 금융사고에 대응해 사전 예방 차원에서 이 제도를 마련했지만, 현장에서는 강화된 책임 부담과 징계 우려로 불안감을 호소하고 있다. 작은 실수 하나로 자리에서 물러나야 할 수 있다는 두려움도 크다. 이번 기획에서는

  • 25.04.0609:01
    이상돈 "국민의힘 플랜B가 없다…변화에 한계"
    이상돈 "국민의힘 플랜B가 없다…변화에 한계"

    윤석열 대통령이 헌법재판관 전원일치 8 대 0으로 파면됐다. 한국 정치사에서 박근혜 전 대통령에 이어 두 번째로 대통령이 파면됐다. 불행한 역사다. 지난 4일 오후 3시 아시아경제 유튜브 채널 'AK라디오'에 출연한 이상돈 전 의원은 "국민의힘이 플랜B가 없다"며 변화하는 데 한계가 있을 것이라고 내다봤다. 인터뷰 전문은 아래 영상을 통해 볼 수 있다. 윤 대통령이 8:0으로 파면됐다.영어로 표현하면 심플 앤드 클리어다.

  • 25.04.0608:00
    파나마 운하 둘러싼 미중 패권대결…난처해진 홍콩재벌
    파나마 운하 둘러싼 미중 패권대결…난처해진 홍콩재벌

    최근 파나마 운하 항구 운영권을 둘러싸고 미국과 중국 간의 패권 경쟁이 심화되는 가운데, 홍콩 재벌 리카싱 회장이 양국의 압력 속에서 곤란한 상황에 놓였다. 리카싱이 이끄는 CK 허친슨 그룹은 파나마 운하 항구 2곳의 운영권을 미국 투자기업 블랙록에 매각하려 했으나, 중국 정부의 강력한 압박으로 최종 계약 단계에서 보류하게 되었다. 이는 단순한 비즈니스 거래를 넘어 글로벌 해양 패권을 둘러싼 미중 간 치열한 경쟁의

  • 25.04.0508:00
    中, 반년만에 대만포위 재개…트럼프 관세공격에 맞대응
    中, 반년만에 대만포위 재개…트럼프 관세공격에 맞대응

    중국이 6개월 만에 대만 포위 훈련을 재개하면서 동북아시아의 군사적 긴장이 한층 고조되고 있다. 이번 훈련은 미국이 전 세계를 향해 상호 관세를 발표한 시점과 맞물려 주목을 받고 있다. 특히 중국은 라이칭더 대만 총통을 '독충'으로 표현하며 대만에 대한 군사적 압박을 강화하고 있어 우려를 자아내고 있다. 대만군에 따르면, 자국 해안 일대에서 발견된 중국 함선은 군함 13척, 경비정 4척을 포함해 총 71척에 달했다. 또한

  • 25.04.0110:59
    3선 도전 벌써 언급한 트럼프…"루스벨트도 4선 했다"
    3선 도전 벌써 언급한 트럼프…"루스벨트도 4선 했다"

    도널드 트럼프 미국 대통령이 취임한 지 고작 2개월여 만에 3연임 도전에 나설 것임을 시사해 미국 정계에 논란이 확산되고 있다. 트럼프 대통령은 "3연임이 가능한 방법이 있다"고 언급하며 미국 헌법의 대통령 임기 제한 조항을 우회할 수 있다며 자신감까지 내비쳤다. 미국의 대통령은 수정헌법 22조에 따라 3연임을 금지하고 있다. 트럼프 대통령은 이미 2016년 대선에서 승리해 한 차례 대통령직을 수행했고, 이후 조 바이든

  • 25.03.3008:01
    이낙연 "사법리스크 끝났다는 건 이재명 대표나 민주당의 이미지 조작"
    이낙연 "사법리스크 끝났다는 건 이재명 대표나 민주당의 이미지 조작"

    이낙연 전 국무총리가 지난 28일 오후 3시 아시아경제 유튜브 채널 'AK라디오'에 1시간 동안 출연했다. 인터뷰 전문과 영상은 2일 오전 9시 공개될 예정이다. 이 전 총리는 인터뷰에서 "이재명 대표의 사법 리스크는 끝나지 않았다"고 강조했다. "5개 재판 중 가장 간명했던 것이 공직선거법 관련 재판이다. 5개 재판 중 죄질로 보면 가장 가볍다. 그것 하나 고등법원 판단이 나왔다고 사법 리스크가 끝났다는 것은 이재명 대표나

  • 25.04.0814:57
    은행장도 벌벌 떤다… '금융판 중대재해법'
    은행장도 벌벌 떤다… '금융판 중대재해법'

    #시중 은행 고위 임원 A씨는 올해 들어서 전국의 지점에서 올라오는 크고 작은 문제들을 매일 보고 받는 중이다. 책무구조도를 도입하면서 서울에서 멀리 떨어진 지방의 작은 지점에서 벌어지는 1000원 단위의 작은 계산 착오 문제까지 본인에게 책임이 돌아올 수 있는 상황이라 신경 써야 할 일이 배로 늘었다. #정부 고위 관계자 B씨는 최근 금융사 최고경영자(CEO)들을 만날 때마다 책무구조도와 관련된 하소연을 듣는 일이 많아

  • 25.04.0806:10
    ④신한·우리, 내부통제 실효성 강화…농협·하나, 내부통제 문화 정착
    ④신한·우리, 내부통제 실효성 강화…농협·하나, 내부통제 문화 정착

    편집자주올해부터 금융권에 '책무구조도'가 도입되면서 업계의 긴장감이 높아지고 있다. 책무구조도는 금융사 임원 각자가 내부통제 대상 업무의 범위와 내용을 스스로 명확히 설정하는 제도다. 정부는 반복되는 금융사고에 대응해 사전 예방 차원에서 이 제도를 마련했지만, 현장에서는 강화된 책임 부담과 징계 우려로 불안감을 호소하고 있다. 작은 실수 하나로 자리에서 물러나야 할 수 있다는 두려움도 크다. 이번 기획에서는

  • 25.04.0806:10
    은행장도 벌벌 떤다… 올해부터 시행되는 금융판 중대재해법①
    은행장도 벌벌 떤다… 올해부터 시행되는 금융판 중대재해법①

    편집자주올해부터 금융권에 '책무구조도'가 도입되면서 업계의 긴장감이 높아지고 있다. 책무구조도는 금융사 임원 각자가 내부통제 대상 업무의 범위와 내용을 스스로 명확히 설정하는 제도다. 정부는 반복되는 금융사고에 대응해 사전 예방 차원에서 이 제도를 마련했지만, 현장에서는 강화된 책임 부담과 징계 우려로 불안감을 호소하고 있다. 작은 실수 하나로 자리에서 물러나야 할 수 있다는 두려움도 크다. 이번 기획에서는

  • 25.04.0806:10
    ②"밑에서 몇백억 떼먹어도 책임지는 경영자 없어"
    ②"밑에서 몇백억 떼먹어도 책임지는 경영자 없어"

    편집자주올해부터 금융권에 '책무구조도'가 도입되면서 업계의 긴장감이 높아지고 있다. 책무구조도는 금융사 임원 각자가 내부통제 대상 업무의 범위와 내용을 스스로 명확히 설정하는 제도다. 정부는 반복되는 금융사고에 대응해 사전 예방 차원에서 이 제도를 마련했지만, 현장에서는 강화된 책임 부담과 징계 우려로 불안감을 호소하고 있다. 작은 실수 하나로 자리에서 물러나야 할 수 있다는 두려움도 크다. 이번 기획에서는

  • 25.04.0806:10
    ③해외선 이미 도입된 제도…"차등규제" 목소리도
    ③해외선 이미 도입된 제도…"차등규제" 목소리도

    편집자주올해부터 금융권에 '책무구조도'가 도입되면서 업계의 긴장감이 높아지고 있다. 책무구조도는 금융사 임원 각자가 내부통제 대상 업무의 범위와 내용을 스스로 명확히 설정하는 제도다. 정부는 반복되는 금융사고에 대응해 사전 예방 차원에서 이 제도를 마련했지만, 현장에서는 강화된 책임 부담과 징계 우려로 불안감을 호소하고 있다. 작은 실수 하나로 자리에서 물러나야 할 수 있다는 두려움도 크다. 이번 기획에서는


다양한 채널에서 아시아경제를 만나보세요!

위로가기