물질의 궁극원자 아누 3장 아누와 초원자

현대물리학과 신비학의 연구를 다룬 책 「물질의 궁극원자 아누」의 제3장을 정리해 본다. 

 

3. 아누와 초원자

쿼크의 발견

양성자와 중성자가 원자의 기본 입자 목록에 포함되지 않았다는 것은 이들 핵자들이 복합입자라는 것을 의미한다. 달리 말하면, 원자가 내부구조를 가진 것으로 밝혀졌듯이 양성자와 중성자 또한 내부구조를 가지고 있다는 것이다. 바로 그 내부구조에 해당하는 소립자가 쿼크다. 쿼크라는 이름은 제임스 조이스의 소설 「피네간의 경야」에서 따온 것으로, "머스터 마크에게 세 개의 쿼크를!"이라는 소설의 한 구절처럼 양성자와 중성자는 세 개의 쿼크로 구성되어 있다. 즉, 양성자는 업 쿼크 두 개와 다운 쿼크 한 개, 중성자는 업 쿼크 한 개와 다운 쿼크 두 개로 이루어져 있다. 

 

오컬트화학

「오컬트화학」은 애니 베산트(1847~1933)와 찰스 리드비터(1847~1934) 두 사람의 공저이다. 두 사람은 1895년 8월부터 1933년 10월까지 약 38년 동안 아주 특별한 방법으로 원자 구조를 조사했는데, 그 결과가 바로 「오컬트화학」이다. 이들은 과연 어떠한 방법으로 원자 구조를 연구했을까? 애니 베산트는 대학에서 화학교육을 받긴 했지만, 그들은 실험장비 따위는 전혀 쓰지 않았다. 그들이 가지고 있던 실험도구를 굳이 말하라고 하면, 놀랍게도 한 자루의 연필과 두 눈뿐이었다고 해야 할 것이다. 

 

투시라는 말을 들어보았을 것이다. 평범한 사람들이 지각하지 못하는 광경이나 소리를 인식하는 능력을 뜻한다. 하지만, 인도의 요가에서는 자신을 훈련시킨 사람은 의지의 측면에서 자신을 무한히 작게 만들 수 있다고 한다. 이 말은 몸의 크기가 작아진다는 의미가 아니라, 자신에 대한 개념을 매우 극소화하여 작은 대상이 그에게는 커다랗게 나타나게 만드는 것을 말한다. 애니 베산트와 찰스 리드비터는 동양의 스승에게서 이러한 독특한 요가 능력을 발휘할 수 있는 훈련을 받아 원자를 크게 확대하여 볼 수 있었다.

 

이들은 수소원자뿐만 아니라 모든 원자가 아누라 부르는 동일한 기본단위로 구성되어 있음을 발견했다. 그것은 물질계를 이루는 가장 하부의 기본 입자였는데, 더 잘게 나눌 수 없었다. 그런 의미에서 아누는 과거의 원자론자들이 가정했던 원자의 본래 의미에 부합하는 존재이다. 처음에는 '궁극의 물질원자'라고 불렸던 이것은 세월이 흐른 후 좀 더 간결한 산스크리트어 이름을 갖게 되었는데, 이탈리아어와 영어로 아누 ahnoo라고 발음된다. 아누는 나선형태로 감긴 선들로 이루어져 있는데, 그 감긴 방향이 서로 반대였다. 하나는 포지티브 아누이고, 다른 하나는 네거티브 아누이다. 네거티브 아누는 포지티브 아누가 거울에 비친 모습을 하고 있었다. 하지만 이것들의 본질에 대해서는 아무런 연구도 행해지지 않았다. 

 

많은 사람들이 이것이 투시라는 초물리적인 방법에 의한 관찰결과라는 사실에 회의를 가지겠지만, 현대물리학과의 비교를 통해 드러나는 유사성에 관심을 가질 수 있다면, 우리는 생각하지 못한 새로운 발견을 하게 될지도 모른다. 

 

초전도와 새로운 상태의 물질들

네덜란드의 실험물리학자 카머린 오네스는 헬륨의 액화에 성공하고, 1911년 초전도라는 새로운 현상을 발견했다. 초전도체는 초전도 상태가 되는 임계온도 이하에서 전기저항이 제로가 된다. 그리고 초전도체는 항상 자기장을 배제하는 성질을 가지고 있는데, 이것을 마이스너 효과라고 한다. 게다가 초전도체는 전자의 쿠퍼쌍*이 얇은 고체를 뚫고 나가는 양자역학적 터널링 효과의 성질을 지니고 있어 자기 부상열차, 초전도 양자간섭계, 그리고 조셉슨 컴퓨터 등 혁신적인 응용을 가능하게 한다. 그러나, 초전도 현상은 절대 영도에 가까운 극저온에서 일어나기 때문에 다루기가 쉽지 않다는 단점이 있다. 

 

* 쌍을 이룬 전자. 쿠퍼쌍을 이룬 전자는 보존이 되어 마치 빛처럼 행동하게 되고 초전도 현상을 발생

 

하이스핀과 초변형핵

일반적인 상태의 원자가 전위궤도단원자원소가 되는 과정은 적당한 자극이 필요하다. 이 자극으로 원자는 하이스핀 상태가 된다. 하이스핀 상태의 단원자는 원심력 때문에 원자가 구조가 편향되게 한다. 이렇게 원심력 때문에 밖으로 힘이 뻗치는 원자가 구조는 처음의 원자가 구조를 정상상태에서 붙잡고 있던 힘을 이기고 변형된다. 원자와 원자의 하부구조가 극도로 늘어나 용수철처럼 바뀌고, 곧바로 원자의 스핀을 감소시키는 방향으로 원자가 구조의 재배열이 일어나게 된다. 원자가 구조는 이제 원자의 양쪽 끝에 원심력에 의해 바깥쪽으로 매달린 두 개의 그룹이 생기고 기다란 형태가 된다. 이렇게 초변형된 상태에서 화학결합이 이루어지는 원자의 끝부분이 서로 접근하게 되는데, 원자가 구조의 끝이 충분히 가까워지면 그들은 특별한 양식으로 서로 결합하여 쌍을 이룬다. 그들은 마치 안으로 팔짱을 낀 것처럼 보인다. 이렇게 쌍을 이룬 원자가 구조는 더 이상 처음의 원자가 아니며, 정상적인 모습도 아니다. 이러한 변형된 원자들은 어떤 모습을 하고 있을까? 오컬트화학의 투시자들은 모든 원자들을 일곱 가지로 분류할 수 있는 유형들을 발견했는데, 각 유형은 선돌형, 아령형, 정사면체형, 정육면체형, 정팔면체형, 방사막대형, 그리고 설형이라고 불린다. 

 

오컬트화학의 준핵체계의 원자와 유사한 상태의 물질이 자연계에도 존재한다는 사실은 가슴을 뛰게 하는 일이다. 아직 그 증거들이 미약하지만, 「스타트렉을 넘어서」의 저자 로렌스 M. 크라우스가 말한 것처럼, 그렇기에 더욱 앞으로 펼쳐질 과학적 발견들과 연구에 더 많은 기대를 갖게 되고 설렐 수 있는 게 아닐까?

 

"나는 물리학의 미래를 생각할 때, 모든 수수께끼가 말끔히 해결된 세상을 떠올리곤 한다. 현대 물리학을 가로막고 있는 커다란 문제들이 모두 해결된다면 물론 좋은 세상이 되겠지만, '답을 갖고 있는 상태'보다는 '답을 찾고 있는 상태'가 더욱 자극적이고 살맛 나는 세상이 아닐까 싶다. "
「스타트렉을 넘어서」 p.261