최근 ‘킬로그램 국제 표준 원기’의 무게가 줄어들었다는 사실이 알려지면서 학계가 어수선하다. 표준이 달라지면 학계뿐만 아니라 산업에도 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
표준 원기는 ‘1㎏’이라는 질량을 규정하는 기준이자 표준이다. 백금과 이리듐의 합금으로 제작된 직경과 높이 39㎜의 원기둥으로 현재 프랑스 세브르에 있다. 보관은 국제도량형국(BIPM)이 맞고 있는데, 국제도량형위원회(CIPM)와 국립문서보존소 등 3개 조직 수장이 보유한 열쇠를 동시에 꽂아야만 열리는 금고에 보관돼 있다.
표준 원기는 1878년 제조된 뒤 지금까지 123년 동안 단 세 번 금고 밖으로 나왔다. 외부 요인에 따른 질량 변화를 우려해서다. 대신 각 국가는 표준 원기 복제품으로 질량을 측정한다. 우리나라는 72번째 고유번호가 붙은 복제품을 갖고 있다. 복제품은 정기적으로 국제도량형국으로 보내 검사를 받는다.
그런데 최근 킬로그램 국제 표준 원기의 무게가 50㎍(마이크로그램) 줄어든 것으로 알려졌다. 1㎍은 100만분의 1g이다. 일부 과학자들은 “컵에 묻은 지문 1개의 무게”라 표현할 정도다. 하지만 아무리 적은 양이라도 표준 자체가 변한다면 문제가 심각해진다.
따라서 각국 과학자들은 새로운 킬로그램 정의를 주장하고 나섰다. 독일을 주축으로 일본·이탈리아·호주가 힘을 합친 국제 공동연구진은 “실리콘 1㎏으로 완벽한 구를 만들어 그 분자의 개수를 표준으로 삼자”고 주장하는 ‘아보가드로 프로젝트’를 진행 중이다.
미국을 주축으로 프랑스·스위스·캐나다 등이 참가한 ‘와트(Watt) 저울’ 팀은 양자물리학 개념 도입을 주장하고 있다. 전류가 흐르는 코일을 저울 한 쪽에 올린 뒤 다른 쪽에는 이 전기력과 동일한 중력을 가지는 물체를 올려서 질량을 계산하는 방식이다.
때문에 오는 10월 프랑스 파리에서 열릴 제24회 국제도량형총회(CGPM)에서는 ㎏에 대한 새로운 정의를 토론할 예정이다. 어느 쪽의 의견이 받아들여질지 알 수 없지만 확실한 표준을 수립하겠다는 과학자들의 노력은 지금도 계속 진행 중이다.
자료협조=한국과학창의재단
박창규기자 kyu@etnews.co.kr
