"빛의 움직임을 눈으로 볼 수 있다"

서울대 김대식 교수팀 세계 최초 '벡터장 현미경' 개발

기존의 광학 현미경의 기능을 크게 개선한 현미경이 국내 연구진에 의해 개발돼 국제 학술논문에 게재될 예정이다.

서울대 물리천문학부 김대식 교수팀은 22일 편광성을 이용해 빛의 전자기파를 눈으로 확인할 수 있는 '벡터장 현미경'을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

편광성(偏光性)이란 진동의 방향에 따라 빛을 선택적으로 통과시키는 성질로, 선글라스를 끼면 눈이 덜 부신 현상이 빛의 편광성이 적용된 예다.

빛이 전자기파로 이뤄져 있다는 것은 19세기 말 영국 과학자 맥스웰의 '맥스웰 방정식'을 통해 입증돼 과학계의 정설로 받아들여지고 있지만 아직까지 그 존재가 육안으로 확인된 적은 없었다.

김 교수팀은 1년 6개월에 걸친 연구 끝에 '근접장 현미경'에 달린 뾰족한 탐침(探針) 끝에 지름이 나노미터(㎚:10억 분의 1m) 단위의 금속 입자를 붙인 벡터장 현미경을 개발해 빛의 전자기파를 눈으로 확인하는 데 성공했다.

벡터장 현미경은 렌즈를 물체에 접근시켜 좁은 부위의 빛만 흡수해 관찰하는 근접장 현미경의 기능에 편광판의 성질을 응용한 것이며 이 현미경을 사용해 빛의 벡터적 성질(세기와 방향)을 영상으로 나타낼 수 있다는 게 김 교수팀의 설명이다.

국양 서울대 연구처장은 "벡터장 현미경을 이용하면 예컨대 지금까지의 현미경으로는 볼 수 없던 바이러스의 존재를 밝혀내는 등 앞으로 생명공학·물리학·화학을 중심으로 한 과학기술 전반에 걸쳐 응용분야가 무궁무진할 것"이라고 전망했다.

김 교수팀의 연구 성과가 담긴 논문은 내년 1월 창간되는 광학 분야의 국제 학술지 '네이처 포토닉스(Nature Photonics)' 창간호에 게재될 예정이다.

연합뉴스