'가볍고 무겁고', 물에도 종류가 있다!…처음 풀린 비밀

<앵커>

포항에 초거대 현미경인 4세대 방사광 가속기가 있습니다. 이 첨단 기기를 통해 지금까지 증명된 적이 없었던 물에 대한 의문점이 처음 풀렸습니다.

물에 가벼운 물, 무거운 물 두 가지 종류가 있다는 건데 정구희 기자가 보도합니다.

<기자>

한겨울에 호수는 꽁꽁 얼어도 그 아래서 물고기는 유유히 헤엄쳐 다닙니다.

물은 왜 위부터 얼까? 영하로 떨어진 차가운 공기에 닿아서만은 아닙니다.

다른 액체는 위가 따뜻하고 아래는 차가워 위아래가 거의 동시에 얼지만 유독 물만 위가 얼어도 아래는 섭씨 4도를 유지합니다.

[앤더스 닐슨/스톡홀름대 교수 : 가장 이상한 건 컵 바닥에도 4℃의 물이 깔려 있다는 것입니다.]

물은 섭씨 4도에서 가장 무겁다는 건 알았지만 그 원인을 밝혀내지 못했습니다.

포항공대와 스톡홀름대 연구진이 길이 700m가 넘는 방사광 가속기로 엄청나게 밝은 빛을 만들어 물에 통과시켰습니다.

물의 구조를 관측한 결과, 물은 무거운 것과 가벼운 것 2종류가 있다는 걸 입증했습니다.

원자 사이의 거리가 가까워 밀도가 높으면 무거워지고 반대로 거리가 멀어 밀도가 낮으면 가벼워진다는 겁니다.

이런 물 구조의 변화는 섭씨 4도를 기점으로 나타납니다. 물이 얼면 부피가 늘어나는 이유도 원자간 거리와 관련이 있습니다.

[박용준/포항가속기연구소 박사 : 일본에서도 여러 해 동안 실험했지만 결론 내지 못했었고요. 포항 가속기에서 1번 실험으로 좋은 결과를 내서 (사이언스지에 실렸습니다.)]

과학자들은 방사광 가속기가 앞으로도 원자 단위의 궁금증을 해결해 신소재나 신약 개발에 기여할 것으로 보고 있습니다.

(영상편집 : 하성원)