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원거리자기장 생성 실험 성공하다.

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덴마크의 물리학자 한스 크리스티안 외르스테드(Hans Christian Oersted)는 약 200년 전 전하의 움직임이 자기장을 만들어 낸다는 사실을 밝혀냈다. 이 발견은 폭넓은 현상에 대한 첫번째 관찰이었다. 우주를 떠돌아다니는 전하로 가득 찬 분자 덩어리들은 움직이면서 행성 간에 거대한 자기장을 만들어낸다. 지구의 핵에서 녹은 쇠가 흔들거림으로써 지구의 N극과 S극을 만들어낸다. 심지어는 인간의 뇌에서 신경 세포가 폭발함으로써 아주 미세한 양의 자기장이 생성되기도 한다.

그러나, 이렇게 전기를 생산하는 자기장이 어디에나 있다는 것은 실용적인 부분부터 난해한 부분까지 문제를 일으킨다. 한 에로, MRI 사진을 보는 의사들은 주변 자기장을 상쇄시켜야 한다. 동시에, 정밀 검사를 진행하는 실험주의자들은 실험실 벽을 따라 놓인 전선만큼 단순한 물체의 자기장 효과를 막기 위해 복잡한 보호막을 만들어야 할지도 모른다.

이렇게 되면 멀리서 자기장은 통제하고, 제한하고, 형성하는 것은 유용할 수 있다. 유용하긴 하지만, 명백히 말하면 불가능하다. 1842년 영국 물리학자인 사무엘 언쇼(Samuel Earnshaw)는 자기장의 최대 힘이 자기장의 출처 외부에서는 존재할 수 없다는 사실을 수학적으로 증명했다. 즉, 이런 모든 자기장은 이를 만들어내는 물체를 둘러싸고 있거나, 이 물체로부터 방출되어야 한다는 뜻이다. 또한 바르셀로나 자치 대학(Autonomous University of Barcelona)의 로사 마흐-바쳬(Rosa Mach-Batlle) 박사가 언쇼의 결론에 대해 해결할 수 있는 방법을 발견하기 전까지는 문제가 있었다. 로사는 사실 언쇼가 틀렸음을 증명한 것이 아니지만, 언쇼의 정리를 따르는 자기장들이 집단적으로 그 물체를 우회하는 것으로 보일 수 있다는 사실을 보여주었다.

로사를 비롯한 동료들이 피지컬 리뷰 레터(Physical Review Letters)에서 서술한 바에 따르면, 그들은 엄청나게 단순한 방식으로 그들의 실험을 성공으로 이끌었다. 이 방법은 40센티미터 길이, 8센티미터 직경의 실린더 형태에 20개의 직선을 차례대로 배치하고, 실린더의 중간에 21번째 선을 배치하는 것이었다. 연구진이 21개의 전선에 전류를 흘려 보냈을 때, 그 주변에 복잡한 패턴의 자기선이 생겨났고, 이는 각 전류의 힘과 방향이 따라 다른 형태를 만들었다.

연구진은 알맞은 전류의 조합을 선택함으로써 실린더 중간이 아니라, 더 정확히 말하자면 실린더보다 2센티미터 바깥쪽에서 흘러나오는 21번째 전선의 가상 버전에서 나오는 자기장 패턴을 만들 수 있다는 사실을 발견했다. 다시 말하면, 만약 전류를 만들어내는 이 장치가 오즈의 마법사 스타일처럼 커튼을 통해 관찰자로부터 가려질 수 있다면, 마치 자기장이 어디에서도 나타나지 않는 것 같겠지만 그 관찰자 앞에 존재한다는 것이다.

로사 마흐-바체 박사의 실험부터 멀리 떨어진 자기장을 실제로 조작하기 위해 사용될 수 있는 것이 발견되기까지는 매우 오랜 여정일 것이다. 그러나 이 여정이 이루어질 수 있다면, 잠재적인 적용범위는 알아보기 힘든MRI 스캔을 보일 수 있게 하는 것을 뛰어넘을 것이다. 이러한 종류의 원거리 자기장은 의료용 나노 로봇이 누군가의 혈류를 통해 흐르게 하여 약물을 특정 조직에 도달케 하거나, 아니면 악성 종양으로 도달하게 만들고, 도달 후 원격으로 온도를 높여 종양을 죽일 수 있게 할 것이다. 이뿐만 아니라, 양자역학 컴퓨팅에도 적용할 수 있을 것이다. 양자 컴퓨터를 통해 이뤄지는 많은 실험은 공간 상 정확한 위치에 원자들을 묶어 두는 것에 의존한다. 이는 손재주로 단순히 다루기 힘든 속임수이다.

이 트릭에는 개선이 필요하다. 다음과 같은 원하는 범위에 대한 적용을 할 수 있게 되려면, 이 기구는 3차원으로 복잡한 자기장을 형성할 수 있어야 한다. 현재로서는, 단 하나의 전선에서 만들어지는 자기장을 흉내내는 상황으로 제한되어 있기 때문에 3차원으로 형성할 수는 없다. 하지만 전기공학 자체를 쇠퇴하게 해버린 에르스텟의 원 실험은 훨씬 간단하다는 것을 기억할 가치는 있다. 이 실험에는 오직 배터리, 나침반, 하나의 전선만 있으면 되기 때문이다. 거대한 일은 아주 사소한 일로부터 시작된다.

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