'금속 수소' 존재 입증…80년 만에 실험 성공
[컨슈머타임스 양대규 기자] 1935년 물리학자 유진 위그너와 힐러드 헌팅턴은 수소에 약 25만 기압을 가하면 금속으로 변환이 가능하다는 이론을 내놨다.
이론이 나온 지 약 1세기가 지난 최근, 이 '금속 수소'(metallic hydrogen)의 존재가 입증됐다.
미국 하버드대 연구진은 이런 일이 실제로 가능함을 실험으로 증명했다고 발표했다. 이는 국제학술지 '사이언스'(Science)지 27일 자를 통해 공개됐다.
금속 수소와 일반적인 수소는 구조가 차이난다.
금속 수소는 수소 원자(H)의 원자핵을 이루는 양성자가 격자로 배열된 결정 구조이며, 전자들은 격자 안에서 자유롭게 움직인다. 반면 일반적인 수소는 원자 한 쌍이 서로 결합한 분자 상태로, 전자들이 이동이 자유롭지 않다.
위그너의 이론대로 연구진은 금속 수소를 만들기 위해 수소에 고압을 가하는 방법을 사용했다.
영하 267도의 극저온에서 465만∼495만 기압을 가하자 금속 수소가 나타났다.
그간 목성이나 토성의 내부에는 고압으로 인해 금속성 수소가 존재할 것으로 알려졌다. 지구 상에서 만들어진 것은 최초다.
실험에서 가한 압력은 지구 중심에 가해지는 압력보다 세며, 이론에서 예측한 값보다 20배가량 높은 값이다.
이번 연구를 진행한 아이작 실버라 교수는 "이번 연구 결과는 '고압물리학의 성배'라고 할 수 있다"고 밝혔다.
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