어린 시절 삼각형 모양의 프리즘에 빛을 통과시키면 빛이 분산되어 무지개 빛으로 퍼지는 것을 본 적이 있을 거예요. 우리가 햇빛이라고 부르는 빛은 서로 다른 파장을 지닌 빛들의 총합입니다. 각각의 빛을 별도로 연구하기 위해서는 뭉쳐져 있는 빛을 분리해 내는 분광법이 필요했고, 이 때 사용되는 장치를 분광기라 부릅니다. 빛의 스펙트럼을 알아내는 용도로 시작되었지만, 분광학이 발달하여 분자 구조까지도 알아낼 수 있게 되었습니다. 분자들이 진동하거나 회전할 때 특정 파장의 에너지(빛)를 방출하거나 흡수하는데 이 스펙트럼을 분석하면 됩니다.
펨토초 단위로 분자의 움직임을 포착하라
한국기초과학지원연구원 서울센터 이한주 박사 연구팀은 분자의 구조를 넘어서서 분자 구조가 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 실시간으로 분석하는 연구를 수행중입니다. 펨토초(1000조분의 1초)레이저를 이용해서 일정한 시간 간격으로 레이저를 분자에 쏘아주면 그로인해 특정 스펙트럼이 생기는데 이를 분석하면 분자의 화학 결합 상태나 심지어는 입체화학 구조까지도 알 수 있게 됩니다. 마치 양궁선수의 화살을 초고속 카메라로 찍어서 그 움직임을 천천히 살펴보는 것과 비슷합니다. 펨토초 레이저 분광기는 펨토초의 셔터 속도로 분자의 움직임을 찍어낸다고 볼 수 있습니다.
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