EBS 특별기획 (물리)

모든 물질은 원자로 이루어져 있다!

귀로 들을 수도 없고, 눈으로 볼 수도 없으며, 만질 수도 심지어 냄새를 맡을 수도 없는 존재인 원자는 그리스의 데모크리토스로부터 기원 되었으나 눈에 보이지 않는다는 이유로 오랜 시간 잊혔었다. 그렇다면 도대체 원자는 얼마나 작길래 우리의 눈에 보이지 않는 것일까? 그리고 그런 원자가 실재한다는 것을 믿기까지 과학계에서는 무슨 일이 있었던 것일까? 모식도와 실험, 사진, 동영상 등 다양한 자료를 통해 쉽고 재미있게 원자와 전자, 나아가 원자핵과 중성자 등의 존재까지 확인해본다.

실체를 드러내는 원자!

원자가 있다고 밝혀지기까지에는 원자 그 이상의 믿음이 있었다. 기체의 운동을 연구하던 볼쯔만은 원자를 믿었지만, 당시 젊은 과학자들의 존경을 한몸에 받고 있었던 마흐는 눈에 보이지 않는 원자를 믿을 수 없다며 볼쯔만의 이론을 강하게 반박했다. 그러나 미소한 입자가 있다고 믿었던 아인슈타인은 브라운운동을 수학적으로 증명했고, 이에 자극을 받은 페랭은 다양한 액체들이 분자로 이루어져 있으며, 그 분자의 운동으로 작은 입자들이 운동한다는 것을 실험적으로 증명하였다. 이제, 물질을 이루고 있는 기본 입자가 원자라는 것을 의심하는 사람은 단 한 명도 없다. 그렇다면 우리 눈에 보이지 않는 원자의 모습은 어떻게 생겼을까? 전자와 원자핵, 양성자, 중성자 그리고 더 작은 쿼크 등 굉장히 오랜 기간 눈에 보이지 않는 원자를 탐색하기까지 많은 과학자의 시행착오와 좌절, 열정과 땀을 엿보고, 물질의 기본 단위인 원자의 실체를 살펴본다.