새로운 원소를 찾아서
글 : 롭 던 사진 : 맥스 아길레라 헬위그
자연계에 존재하는 원소들은 모두 오래전에 발견됐다. 이제 새로운 원소를 찾아내 물질의 경계를 넓히기 위해서는 먼저 원소를 만들어내야 한다.
기사 본문에서 발췌한 내용을 일부 공개합니다.
지난해 10월 22일 오전 9시 29분, 러시아 모스크바 북쪽의 두브나에 있는 유리 오가네시안의 연구소 본부에서 종이 울렸다. 12명의 핵물리학자들이 서류더미에 파묻힌 채 연구에 몰두하고 있었다. 실험실 안쪽에서는 수리했음에도 불구하고 여전히 쓸 만한 하전입자 가속장치인 사이클로트론이 칼슘 원자들을 시속 1억 800만km의 속도로 금속 조각에 충돌시키고 있었다. 작은 종이 울리는 것은 새로운 원자가 하나 탄생했다는 신호다. 그 순간 탄생한 원자는 지구상에서 19번째로 탄생한 원자번호 117번 원소의 유일한 원자였다. 앞서 탄생한 18개의 원자들도 이 연구소에서 만들어져 모두 빠른 속도로 사라졌다. 이 원자 또한 순식간에 사라져버렸다.
볼가 강에 자리한 두브나는 제2차 세계대전 이후 과학 연구를 위해 숲을 개간해 새롭게 조성한 도시다. 소련의 핵무기 연구를 개시하는 데 도움을 준 게오르기 플레로프가 이곳에 연구소를 설립했고, 오가네시안이 그 뒤를 이었다. 전쟁 초기 플레로프는 미국과 독일의 과학자들이 앞다퉈 발표하던 방사능 원소들에 대한 기사가 어느 순간 사라졌다는 사실을 알아챘다. 그는 그 과학자들이 원자 폭탄을 제조하고 있다고 의심했고, 1942년 4월 소련의 지도자였던 이오시프 스탈린에게 이를 보고했다. 스탈린은 러시아의 물리학자들에게도 원자 폭탄을 제조할 것을 지시했다. 그 공으로 플레로프는 자동차와 별장, 무엇보다 중요한 두브나 연구소를 제공받았다. 이 연구소에서 그는 새로운 원소들을 만들어내는 데 집중했다.
지구상의 모든 것은 원소로 이뤄져 있다. 원소는 대부분 수십억 년 전 빅뱅, 즉 별들의 폭발로 우주로 흩어졌다가 갓 탄생한 지구로 편입됐고 돌, 박테리아, 사람, 동물 등 끊임없이 새로운 형태로 변모했다. 1800년대 말 러시아 과학자 드미트리 멘델레예프는 원자량 및 기타 성질들로 원소들을 분류해 주기율표를 완성했다. 훗날 과학자들은 그의 분류 방법이 원자의 구조에 따른 것임을 입증했다. 모든 원소에는 번호가 붙었는데, 이는 원자핵 안에 들어 있는 양성자의 수를 의미한다.