글쓴이 : SOONDORI
“수소 원자가 있고 그 주변을 전자 하나가 돌고 있다.”는 삼척동자의 상식인데… 막상 그것을 사진으로 찍으려니, 지구 위 슈퍼 울트라 캡숑 광학 현미경으로는 도저히 답이 안 나온다.
어쨌든, 어렵사리 (표제부 사진) 수소 원자와 전자의 사진을 찍고 보니…
a) 입자설과 파동설의 대립 그대로, 전자가 결코 단일한 구슬 알갱이가 아니라는 사실을 재차 확인하였고, b) “돌고 있다”는 표현이 무색하게… 외곽의 띠 이곳저곳에 동시에 존재하는, 그래서 독립 속성으로 묘사하면 안 되는 것이었더라.
즉, 교과서적인 알갱이 전자 묘사는 진실과 다르다.
한편으로… 그렇게 ‘분명히 있기는 한데 딱히 지목할 수 없는 것’이 전기 흐름의 동인이 되어 빈티지 오디오를 포함하는 삼라만상의 전자 기기를 움직이는 것은 매우 신기한 일.
자, 그러면 어떻게 관찰을?
○ ‘주사 터널링 현미경(STM, Scanning Tunneling Microscopy)’ 기술
1981년 IBM 소속 Gerd Binnig와 Heinrich Rohrer가 발명한 시스템으로 테스트 시료와 시료에 근접하지만, 절대로 닿지는 않는 매우 매우 매우 뾰족한 탐침 사이에서 전자가 이동하는 현상을 가지고 이미지를 생성하는 방법론이다. 말은 쉬운데, 그렇게 미세한 움직임을 어떻게?
(출처 : https://www.ibm.com/ibm/history/ibm100/us/en/icons/microscope/)
(출처 : https://www.researchgate.net/figure/Schematic-drawing-of-a-scanning-tunneling-microscope-STM-set-up_fig5_344599535)
○ 투과 전자 현미경(TEM, Transmission Electron Microscope) 기술
1931년, Max Knoll과 Ernst Ruska의 발명품. 브라운관 TV의 CRT/전자총처럼 또는 CDP의 픽업 레이저 모듈처럼 전자빔을 주사하고 시료의 반사 정보를 캡처하여 이미지를 생성한다. 이것도 말이야 쉽지…
(출처 : https://www.technologynetworks.com/analysis/articles/sem-vs-tem-331262)
○ 주사 전자 현미경(SEM, Scanning Electron Microscope) 기술
TEM의 경쟁 시스템으로, 1937년 Mafred von Ardenne가 발명하였다고.
(출처 : https://www.eas.ualberta.ca/sem/)
(출처 : https://www.technologynetworks.com/analysis/articles/sem-vs-tem-331262)
이쯤에서 드는 생각은,
1) 1930년대에 이미 전자 현미경 기술이 정립되고 (진공관식이 분명한) 시제품까지 나왔다는 사실이 놀랍고,
2) 헛! 광학 렌즈로 유명한 독일 자이스(Zeiss 또는 Carl Zeiss)社가, 특수 현미경 시장에서 ‘전자 렌즈 기술’을 가지고 돈을 벌고 있다는 사실은… 또 다른 특이한 일. (가만 보면 ‘굴절의 통제’가 그들의 평생 사업 키워드가 아닐까 싶음)
3) 아직도 인간은, 우주는 전혀 깜깜이에, 바다 속은 꼴랑 10%만 아는 수준에, 정체 모를 ‘점’에서 시작되었다는 빅뱅이론에서 그 점을 그리고 그점 이전에 무엇이 있었는지를 전혀 모르며, 중력, 전자기력, 약하고 강한 핵력 4가지를 묶는 통일장 이론의 미완성도 있고…
심지어 전자가 무엇인지도 완전하게 모르거나 100 프로를 정의할 수 없는 상태라고 하니, 대체로 여전히 무시~칸 존재. 선각자 외계인이 하늘 위에서 웃고 있겠다.
