WEBVTT

00:00:06.716 --> 00:00:10.397
세계에서 가장 차가운 것은
남극에 있지 않습니다.

00:00:10.397 --> 00:00:12.521
그것은 에베레스트 산
꼭대기에 있지도 않고

00:00:12.521 --> 00:00:14.376
빙하에 묻혀 있지도 않지요.

00:00:14.376 --> 00:00:15.897
이 물질은 물리 실험실에 있습니다.

00:00:15.897 --> 00:00:20.382
이 물질은 절대 영도보다 미세하게 
더 높은 온도의 가스 구름이지요.

00:00:20.382 --> 00:00:25.367
그것은 당신의 냉장고보다
3억 9천5백만 배나 차갑고

00:00:25.367 --> 00:00:28.073
액체 질소보다 1억 배 차가우며

00:00:28.073 --> 00:00:31.240
우주보다 4백만 배 차갑습니다.

00:00:31.240 --> 00:00:35.901
이렇게 낮은 온도는 과학자들이
물질의 내부 작용을 보는 창문이 되고

00:00:35.901 --> 00:00:39.437
엔지니어들은 이 온도를 이용해
엄청나게 정밀한 장치들을 만들 수 있고

00:00:39.437 --> 00:00:41.292
이 장치들을 이용해서

00:00:41.292 --> 00:00:43.130
지구에서 우리가 정확히 어디에 
위치해 있는지 혹은

00:00:43.130 --> 00:00:46.135
우주의 끝에서는 어떤 일이 
일어나는지를 알 수 있습니다.

NOTE Paragraph

00:00:46.135 --> 00:00:48.928
우리는 어떻게 그렇게
차가운 온도를 만들 수 있을까요?

00:00:48.928 --> 00:00:51.989
짧게 말하자면, 움직이는 입자들의
속도를 늦추면 가능합니다.

00:00:51.989 --> 00:00:55.951
우리가 온도라고 이야기하는 것은
바로 움직임입니다.

00:00:55.951 --> 00:00:57.716
원자들은 고체와

00:00:57.716 --> 00:00:58.458
액체

00:00:58.458 --> 00:01:00.858
그리고 기체를 구성하며 
항상 움직이고 있습니다.

00:01:00.878 --> 00:01:05.616
원자들이 재빠르게 움직일 때,
우리는 물질이 뜨겁다고 인식하며

00:01:05.616 --> 00:01:09.147
원자들이 느리게 움직일 때,
우리는 그것이 차다고 인식합니다.

NOTE Paragraph

00:01:09.147 --> 00:01:12.563
뜨거운 물체나 가스를
일상생활에서 차갑게 하기 위해

00:01:12.563 --> 00:01:15.960
우리는 그것을 냉장고 같은 
더 차가운 환경에 둡니다.

00:01:15.960 --> 00:01:20.498
뜨거운 물체의 몇몇 원자의 움직임들은
주위로 전달되고

00:01:20.498 --> 00:01:22.251
물체는 시원해집니다.

00:01:22.251 --> 00:01:23.788
그러나 여기에는 한계가 있지요.

00:01:23.788 --> 00:01:27.865
우주 공간도 초저온을 만들기에는
너무 따뜻하다는 것입니다.

00:01:27.865 --> 00:01:32.823
그래서 과학자들은 원자를
직접적으로 늦추는 방법을 찾았습니다.

00:01:32.823 --> 00:01:34.204
레이저 빔을 이용하는 것이지요.

NOTE Paragraph

00:01:34.204 --> 00:01:35.751
대부분의 상황에서

00:01:35.751 --> 00:01:38.464
레이저 빔의 에너지는
물건의 온도를 높입니다.

00:01:38.464 --> 00:01:40.533
그러나 매우 정밀한 방법을 사용하면

00:01:40.533 --> 00:01:44.813
빔의 운동량은 움직이는 원자를 
정지시켜서 온도를 떨어뜨릴 수 있지요.

00:01:44.813 --> 00:01:49.403
이게 바로 마그네토-옵티컬 트랩이라는
장치에서 일어나는 일입니다.

00:01:49.403 --> 00:01:51.954
원자들은 진공실 안으로 주입되고

00:01:51.954 --> 00:01:55.415
자기장은 그 물질들을
중심으로 끌어당깁니다.

00:01:55.415 --> 00:01:58.090
이 실의 중심을 향한 레이저 빔을

00:01:58.090 --> 00:02:00.623
적절한 파장으로 조절하면

00:02:00.623 --> 00:02:06.170
빔쪽으로 움직이는 원자가 
빔의 광자를 흡수하여 느려지게 됩니다.

00:02:06.170 --> 00:02:09.089
이렇게 속도가 늦춰지는 효과는

00:02:09.089 --> 00:02:11.108
광자와 원자 사이에서의 
운동량 전달에 의해 발생합니다.

00:02:11.108 --> 00:02:14.208
수직적으로 정렬한 여섯 개의 빔은

00:02:14.208 --> 00:02:18.375
모든 방향으로 움직이는 원자들을
가로막습니다.

00:02:18.375 --> 00:02:21.018
빔들이 교차하는 중심에 있는 원자들은

00:02:21.018 --> 00:02:24.840
끈적이는 액체에 갇힌 것처럼
느릿느릿하게 움직이는데

00:02:24.840 --> 00:02:29.924
그것을 발명한 연구자들은 이를
"광학 당밀"이라고 묘사했습니다.

00:02:29.924 --> 00:02:32.315
이처럼 마그네토-옵티컬 트랩은

00:02:32.315 --> 00:02:35.405
원자들을 아주 낮은
마이크로 켈빈까지 식힐 수 있습니다.

00:02:35.405 --> 00:02:38.785
대략 섭씨 -273도까지 말이지요.

NOTE Paragraph

00:02:38.785 --> 00:02:41.609
이러한 기술은 1980년대에 개발되었고

00:02:41.609 --> 00:02:43.913
그것을 만드는데 기여한 과학자들은

00:02:43.913 --> 00:02:47.931
이 기술의 발명으로 1997년에
노벨 물리학상을 탔습니다.

00:02:47.931 --> 00:02:52.751
이후 레이저 냉각기술은 더 발전되어
더 낮은 온도까지 도달하게 되었습니다.

NOTE Paragraph

00:02:52.751 --> 00:02:55.990
원자들의 온도를 왜 이렇게까지
낮추려고 하는 것일까요?

00:02:55.990 --> 00:02:59.786
첫째로, 차가운 원자들은 
매우 뛰어난 탐지장치가 될 수 있습니다.

00:02:59.786 --> 00:03:01.530
아주 적은 에너지를 가졌기 때문에

00:03:01.530 --> 00:03:04.961
이 차가운 원자들은 환경의 변동에 
무척 민감합니다.

00:03:04.961 --> 00:03:09.562
그래서 그것은 지하의 기름과
지하 광물을 찾는데 사용되고

00:03:09.562 --> 00:03:12.203
또한 매우 정교한
원자시계를 만드는데 사용되지요.

00:03:12.203 --> 00:03:15.093
이런 시계들은 GPS 인공위성에 
사용됩니다.

NOTE Paragraph

00:03:15.093 --> 00:03:18.152
두 번째로, 차가운 원자는
무궁무진한 잠재성을 가지고 있으며

00:03:18.152 --> 00:03:20.243
물리학의 한계를 탐구 할 수 있습니다.

00:03:20.243 --> 00:03:21.752
이런 원자들이 가진 극도의 민감성은

00:03:21.752 --> 00:03:27.300
미래에 우주에 설치하려는 
중력파 탐지기에 활용 될 수 있습니다.

00:03:27.300 --> 00:03:31.624
저온원자는 원자와 아원자에 대한
연구에서도 유용합니다.

00:03:31.624 --> 00:03:35.894
이 연구들은 원자의 에너지의
미세한 파동을 측정해야하기 때문이지요.

00:03:35.894 --> 00:03:38.046
이러한 파동들은
표준 온도에서 방출되며

00:03:38.046 --> 00:03:41.090
이때에는 원자들이
초당 약 수백미터를 움직입니다.

00:03:41.090 --> 00:03:45.265
레이저 냉각은 원자의 속도를
초당 몇 센티미터로 낮춥니다.

00:03:45.265 --> 00:03:49.250
이 속도면 양자효과에 의해 유발된
움직임을 관찰하기에 충분하지요.

00:03:49.250 --> 00:03:53.599
과학자들은 이미 
초저온 원자들을 이용하여

00:03:53.599 --> 00:03:56.150
보스-아인슈타인 응축 상태 같은 현상을
연구하고 있습니다.

00:03:56.150 --> 00:03:59.631
원자들이 절대 영도에 근접하게 냉각되면

00:03:59.631 --> 00:04:02.200
새로운 상태의 희귀한 물질로 
변하는 현상이지요.

NOTE Paragraph

00:04:02.200 --> 00:04:05.791
연구자들이 물리의 법칙을
이해하기 위한 탐구를 계속하고

00:04:05.791 --> 00:04:07.925
우주의 미스터리들을 풀어나가는 과정에는

00:04:07.925 --> 00:04:12.161
이 우주에서 가장 차가운 물질들의
도움을 항상 필요로 할 것 입니다.