뜨거운 물이 더 빨리 얼어붙는 '음펨바 효과'…"이제 응용할 단계" 작성일 03-26 36 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="VwfI84aeFY"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="df3b8b88a38d2ad910cbba4bc1e3571b4e0b0900f1f1df73f952cad104e44f01" dmcf-pid="fr4C68Nd3W" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="1960년대 탄자니아 10대 소녀의 궁금증을 통해 발견된 '음펨바 효과(Mpemba effect)'는 뜨거운 액체가 차가운 액체보다 더 빠르게 얼어붙는 현상을 말한다. 추운 날 공기 중에 뜨거운 물을 뿌리면 즉시 눈이 만들어지는 것도 음펨바 효과로 설명된다. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/26/dongascience/20260326161408970lsra.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="2YL5goCEFG" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/26/dongascience/20260326161408970lsra.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 1960년대 탄자니아 10대 소녀의 궁금증을 통해 발견된 '음펨바 효과(Mpemba effect)'는 뜨거운 액체가 차가운 액체보다 더 빠르게 얼어붙는 현상을 말한다. 추운 날 공기 중에 뜨거운 물을 뿌리면 즉시 눈이 만들어지는 것도 음펨바 효과로 설명된다. 게티이미지뱅크 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="dc73d13b5db942e6106285ab11d12afa23416d444a3b998b92a8a3f20596742c" dmcf-pid="4m8hP6jJzy" dmcf-ptype="general">1960년대 탄자니아 10대 소녀의 궁금증을 통해 발견된 '음펨바 효과(Mpemba effect)'는 뜨거운 액체가 차가운 액체보다 더 빠르게 얼어붙는 현상을 말한다. 자연 속 다양한 조건에서 나타나는 음펨바 효과를 한번에 설명하는 통합 이론이 제시되면서 기존 화학반응의 효율이나 양자기술의 연산 속도를 높이는 데 음펨바 효과가 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="19bd9d12765667f12984852b922dab6d70967b10f5494eea1d98cf92b4431172" dmcf-pid="8s6lQPAi0T" dmcf-ptype="general"> 25일(현지시간) 국제학술지 '사이언스'는 음펨바 효과의 최신 연구성과와 활용 방향을 조명했다.</p> <p contents-hash="1672484f4eb290cef34e2abe1690a4c60bc7135644836fcb30a49d95f04a2561" dmcf-pid="6OPSxQcnzv" dmcf-ptype="general"> 존 굴드 영국 트리니티칼리지더블린 물리학과 교수팀은 일상의 물체부터 매우 작은 규모의 '양자 영역'까지 다양한 곳에서 나타나는 음펨바 효과를 통합적으로 설명할 수 있는 이론적 틀을 제시하고 연구결과를 25일(현지시간) 국제학술지 '피지컬 리뷰 X'에 공개했다.</p> <p contents-hash="fa17edfa2869e4526b3bf9efe36380a0f74593410b916602dc4561a859193def" dmcf-pid="PIQvMxkL3S" dmcf-ptype="general"> 그동안 과학자들은 고분자, 자석 등 다양한 물질에서 음펨바 효과를 발견했다. 고전역학으로 설명되는 일상 크기의 물체뿐 아니라 레이저로 공중에 띄운 이온 등 양자 영역에서도 음펨바 효과가 확인됐다.</p> <p contents-hash="bf2078e2088dcb206fc28ea934701b351f3d419b3069c65a8c1610d16c0925cc" dmcf-pid="QwfI84aeFl" dmcf-ptype="general"> 음펨바 효과의 수학적 설명은 어떤 시스템이 평형 상태에서 멀어질수록 목표 상태로 가는 경로가 다양해진다는 데서 출발한다. 시스템이 '지름길'을 따라 변화하면서 뜨거운 물질이 더 빨리 얼어붙거나 차가운 물질이 더 빨리 가열되는 등 인간의 직관과는 다른 양상을 보인다는 것이다.</p> <p contents-hash="5af05e7a5d003082dc0ad1e415ac1d327c467ad416a37cf182d0b224c0b002c0" dmcf-pid="xr4C68Ndph" dmcf-ptype="general"> <br> 굴드 교수팀은 다양한 규모에서 나타나는 음펨바 효과를 한번에 설명할 수 있는 이론적 틀을 제시했다. 비대칭성이나 불안정성을 일종의 '물리적 자원'으로 봤다. 자원이 더 많은 상태에서는 대칭이 복원되거나 안정적인 상태로 가는 '자원 소모' 경로 자체가 달라져 평형에서 멀지 않은 지점에서 출발할 때보다 자원을 더 빠르게 소모해 목표 상태에 먼저 도달할 수 있다는 것이다.</p> <p contents-hash="6c771518357ff7b600e0995c1b1cd40918dd8b8005c22374b5b31aaa7cb5eda9" dmcf-pid="ybhfSl0HuC" dmcf-ptype="general"> 굴드 교수는 "음펨바 현상이 매우 보편적인 현상이며 어디에나 존재한다는 것이 분명해졌다"며 "찾기 시작하면 발견할 것"이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="7d6c29979158da93278c7c888f1601570aab1292d1efdba24573e2852cbace1c" dmcf-pid="WKl4vSpXpI" dmcf-ptype="general"> 평형 상태로 가는 지름길이라는 특성을 활용해 음펨바 효과를 일으키는 초기 조건을 파악하면 냉각·가열을 포함한 수많은 물리화학 반응을 최적화할 수 있을 것이라는 분석이 나온다. 지금까지는 과학자들이 음펨바 현상의 원리 규명에 주력했지만 이제 응용할 차례라는 것이다.</p> <p contents-hash="59a2098ead0f0e02e0ed4fbbd3c95e5af8c539f2baaf970377bf5e99d92a6be0" dmcf-pid="Y9S8TvUZzO" dmcf-ptype="general"> 원자현미경이나 세라믹 소재 생산 개선, 양자컴퓨터의 연산을 가속하는 데 음펨바 효과가 도움이 될 수 있다는 관점이 제시됐다. 음펨바 효과를 일으키는 특별한 초기 조건을 탐색하는 과정을 효율화하는 것이 숙제다.</p> <p contents-hash="7d63b2696418d1b24a0166e6d961a3e147d7beaff4fa502db9618771e320484e" dmcf-pid="G2v6yTu5zs" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> - doi.org/10.1088/0031-9120/4/3/312<br> - doi.org/10.1126/science.zl0pm9r<br> - doi.org/10.1103/rbt4-psfd</p> <p contents-hash="c7b7edbb46015e68d7f2149cffc9b045a574eed02fa17e5873d3ff0414ba2214" dmcf-pid="HVTPWy71Fm" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "AI 낯설었던 70대도 어느새 유튜버"…모두의 AI 첫발 뗐다 03-26 다음 [현장] MS "AI 에이전트 보안은 달라야…예측·자율형으로" 03-26 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
