[시리즈 연재] 5-1편 펨토초로 가기 전 나노초부터!

이번 5편에서 다룰 노벨상은 1999년 화학상이며 "펨토초 분광학을 이용한 화학 반응의 전이 상태 연구"로 아메드 H. 즈와일에게 수여되었습니다.

하지만 본격적으로 다루기 전에 어떻게 '펨토초'에 도달하게 됐는지 간략하게 설명드리고자 합니다. 나노초에서 펨토초 레이저로 발전해 가는 과정은 한 번의 거대한 발견이라기보다는 수많은 과학자와 공학자들의 점진적인 기술 혁신이 쌓인 결과였습니다. 따라서 이 '과정' 자체에 단일 노벨상이 주어지진 않았습니다.

(다만, 펨토초 레이저의 증폭 관련 CPA(Chirped Pulse Amplification)와 아토초 펄스 개발은 둘 다 노벨상을 받았고 남은 6편과 7편 시리즈로 다룰 예정입니다!)

시리즈 연재 1-3편과 1-5편을 보면 1960년 전후로 측정 가능한 화학 반응 속도는 마이크로초 그리고 나노초 수준이었습니다. 당시 만프레트 아이겐의 인터뷰 발췌한 부분에서 다시 확인해보시죠.

말씀드리죠. (제가 노벨상을 받은 것이) 1967년이었으니, 그 상을 받게 된 핵심 연구는 이미 55년, 56년, 57년에 이루어진 상태였습니다. 1960년대에 들어서야 이 방법이 범용적으로 적용 가능하다는 것이 밝혀졌고, 우리는 심지어 나노초(nanosecond) 단위까지 측정 범위를 좁혔습니다. 요즘 사람들은 펨토초(femtosecond)까지도 다루지만... 뭐, 그 당시에는 아직 그런 기술이 없었으니까요.

제가 54년에 패러데이 학회(Faraday Society) 모임에 참석했던 기억이 납니다. 거기서 '빠른 반응(fast reactions)'에 대해 논의가 오갔는데, 하트리지(Hartridge)와 로우턴(Roughton)은 밀리초(millisecond) 단위의 혼합에 대해 이야기하면서 그걸 '매우 빠른(very fast)' 반응이라고 불렀습니다. 왜냐하면 그 이전에는 '초(second)' 단위 정도만 되어도 빠르다고 ...