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  •  [It & Leader]IT사회 토대 마련한 ‘빛의 선구자들’
  • 어린이동아 취재팀
  • 2009-10-11 17:11:03
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2009 노벨물리학상 공동수상자

텍스트 음악 이미지 동영상 등을 몇 초 만에 지구 반대편까지 전달할 수 있는 세상이다. 우리가 통신에 사용하고 있는 광섬유를 풀어서 지구를 감으면 2만5000바퀴를 감을 수 있다. 길이로 따지면 10억 km.
우리가 보지 못하는 곳도 없다. 인간 몸 내부를 구석구석 촬영할 수도 있고 지구 바깥의 은하계도 볼 수 있다. 최첨단 IT 사회의 키워드는 단연 ‘인터넷’과 ‘디지털’이다.
올해 노벨물리학상은 IT사회의 토대를 마련한 광섬유통신기술 개발자와 디지털 카메라의 핵심 기술인 전하결합소자(CCD)를 발명한 미국인 과학자 세 명에게 돌아갔다. 노벨상위원회는 “이들의 연구가 일상생활에 필요한 실용적 발명들로 계속 이어졌고, 과학적 연구를 위한 새로운 도구들을 제공했다”고 평가했다.
<이지현 기자> edith@donga.com

 

‘초순수 광섬유’를 개발한 영국 할로 표준원거리통신연구소의 찰스 가오 박사가 2004년 홍콩에서 인터뷰하고 있다. 가오 박사는 중국계로 미국과 영국 국적을 갖고 있다. <홍콩=로이터 연합뉴스>
지구촌 연결 ‘광통신’ 초석 다져

●찰스 가오 박사의 광섬유
지금 세계를 연결하고 있는 것은 지름이 100μm∼수 백μm(마이크로미터·1μm는 100만분의 1m)에 이르는 머리카락보다 얇은 광섬유다. 1960년대 초반 광통신이 처음 소개됐을 때만 해도 광섬유를 통해 전달할 수 있는 빛의 거리는 20m에 불과했다.
영국 할로 표준원거리통신연구소의 찰스 가오 박사(76)는 1965년 광섬유 재료인 유리의 불순물을 제거해 빛 신호가 광섬유를 거치는 중간에 감쇄, 소멸되는 것을 막을 수 있다는 사실을 발견했다. 5년 후 그는 불순물이 최고치로 제거된 ‘초순수 광섬유’를 개발했고 빛 신호를 100km까지 전달할 수 있게 만들었다.
그의 연구 성과는 현재 세계를 연결하는 광통신을 가능하게 만든 초석으로 평가받는다.
한국과학기술원(KAIST) 부설 고등과학원(KIAS)의 우성종 박사는 “초기의 광섬유로 현재의 광통신이 가능할 것이라고는 생각할 수 없다. 빛은 유리를 통과하면서 약해지는 문제가 있어 광섬유 실용화에 어려움이 있다. 가오 박사의 연구를 통해 만들어진 현재의 광섬유는 100km를 가도 95%의 빛이 살아있다”고 말했다.



영국 할로 표준통신연구소에서 광섬유 초기 실험을 하고 있는 1960년대의 찰스 가오 박사. 그는 홍콩중문대 부총장을 지내고 1996년 은퇴했다. <사진 제공 홍콩중문대>


 

디지털카메라 핵심 기술 ‘CCD’ 발명

●윌러드 보일, 조지 스미스 박사의 ‘카메라의 눈’
“전하결합소자(CCD) 카메라가 장착된 화성 탐사선이 화성에 착륙해 화성 표면을 비췄을 때, 내가 발명했지만 CCD에 감동했습니다.”
미국 벨연구소의 동료 조지 스미스 박사(79)와 함께 수상자가 된 윌러드 보일 박사(85)는 수상자 발표 직후 비디오 연결에서 “아직 아침 커피도 다 못 마셨다. 실감이 나지 않는다”며 소감을 전했다.
“나는 요즘 주변에서 모든 사람이 작은 디지털카메라를 사용하는 것을 보는데, 우리가 바로 이 작은 카메라를 전 세계에 확산시킨 주인공입니다.”
CCD는 현재 디지털카메라, 광학 스캐너, 디지털비디오카메라 등 현재 일상생활에서 쓰이는 장치뿐 아니라 내시경, X선과 같은 의학 분야의 영상기기, 감시 카메라 등의 주요 부품이다.
영상을 촬영할 수 있는 반도체 회로인 CCD는 금속에 빛을 쪼이면 전자가 튀어 나온다는 알버트 아인슈타인 박사의 광전효과 원리를 활용했다. 빛을 전하로 변환시켜 화상(畵像)을 얻어내는 일종의 센서. 아인슈타인은 1921년 이 광전효과로 노벨 물리학상을 받았다.
과거에는 빛이 들어오면 화학적 변화를 통해 영상을 기록했지만 이 기술로 빛을 전자신호로 바꾸는 것이 가능해졌다. 필름을 사용하지 않고 영상을 디지털 형태로 포착하는 사진 혁명을 이뤄낸 것이다.



윌러드 보일 박사(왼쪽)와 조지 스미스 박사가 1974년 당시 개발한 CCD를 보여주고 있다. <사진 제공 알카텔-루슨트 벨연구소>
어린이동아 취재팀 kids@donga.com

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