"140억년에 한번 오차 날까말까한 '핵시계' 개발"

우주 역사 140억년을 통틀어 발생하는 오차가 20분의1초도 안 되는 '핵시계'가 개발됐다고 사이언스 데일리가 8일(현지시간) 보도했다.

이에 따르면 미국과 호주 과학자들은 원자핵 주위를 도는 중성자의 움직임에 맞춘 새로운 시계 원리를 통해 현존 최고 정확도의 원자시계보다 100배 정확한 핵 시계를 개발, 물리학 리뷰지 최신호에 발표했다.

연구진은 레이저를 이용해 전자의 방향을 특정하게 조절함으로써 원자핵의 회전하는 중성자를 시계 추로 사용할 수 있다는 것을 입증, 이를 '핵시계(nuclear clock)'라고 부를 수 있을 것이라고 말했다. 원자시계는 원자 주위를 도는 전자를 시계의 추로 사용한다.

또 중성자가 원자핵에 바짝 연결돼 있기 때문에 느슨하게 묶인 전자를 이용하는 원자시계와 달리 진동률이 외부의 간섭에 영향을 받지 않는다고 연구진은 설명했다.

이번 연구에 참여한 빅터 플램바움(Victor Flambaum) 교수는 "이 시계를 이용하면 기본 물리학 가설들을 전례에 없이 정확한 수준으로 검증할 수 있어 응용 물리학 분야 연구에 도움이 될 것"이라며 "단 한 개의 이온(ionㆍ전자를 잃거나 얻어서 전기를 띤 원자 또는 원자단)으로 이루어진 이 시계의 정확도가 소수점 아래 19자리까지 이를 것"이라고 밝혔다.

이어 "원자시계가 정확도 한계에 부딪히고 있어 초고정밀도가 요구되는 영역의 탐사와 원자시계로는 불가능한 다양한 애플리케이션을 위해서는 차세대 시스템이 필요하다"고 말했다.

현재 사용되고 있는 원자시계는 극도의 정밀성을 갖춰 GPS 내비게이션의 고대역폭 데이터 송신, 기본 물리학 가설 검증, 입자 가속기의 시스템 동기화 등의 분야에 이용되고 있다.

한경닷컴 김동훈 기자 dhk@hankyung.com