교과서와 논문에서만 이론적으로 다루어져 온 전자 오비탈(궤도)이 실제로 어떻게 생겼는지를 규명하는 데 성공한 연구 결과가 발표됐다. 미국 프린스턴 대학과 텍사스 대학의 연구팀은 세계적인 학술지에서 이론과는 상당히 다른 전자 오비탈의 실제 구조를 공개, 과학계에 충격을 주고 있다.
이번 연구는 전자가 존재할 확률이 높은 위치에 대한 이론적 상상도를 넘어, 매우 날카로운 탐침과 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 전자의 실제 위치를 처음으로 선명하게 촬영했다. 프린스턴 대학의 연구원 펭션은 “우리 뇌는 촉감을 통해 물체의 모양을 이해한다. 이번 연구에서 사용한 예민한 탐침은 원자의 아주 약한 힘에 반응, 슈퍼컴퓨터가 그 모양을 해석했다”고 설명했다.
이번 연구의 중요성을 더욱 부각시키는 것은 이제까지 과학자들이 원자와 분자의 행동을 설명하기 위해 수학이나 화학 이론만을 사용했다는 점이다. 이번 연구 결과로 학문의 패러다임이 바뀔 수 있으며, 프린스턴 대학 학과장 아놀드 교수는 “전자의 특성은 화학의 기초이며, 이 지식은 과학자들이 더 깊은 이해를 할 수 있게 만들어 줄 것”이라고 평가했다.
실제로 이번 연구 결과가 학교 교과서와 연구에 어떤 영향을 미칠지에 대한 기대도 높다. 교과서에서는 이론적인 모델을 그림으로 표현하고 있지만, 이제는 실제로 촬영된 전자 오비탈의 이미지가 사용될 가능성이 크다. 이는 과학자들 뿐만 아니라 일반 사람들에게도 원자와 분자, 그리고 그것들이 어떻게 작동하는지에 대한 더 실질적인 이해를 가능하게 할 것으로 보인다.
인공지능과 슈퍼컴퓨터의 발전은 이번 연구를 가능하게 했으며, 인간이 생각하지 못했던 수준의 복잡한 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 했다. 제임스 교수는 “슈퍼컴퓨터는 인간이 고된 시행착오를 겪지 않고도 새로운 것을 발견하도록 이끌어 줄 것”이라며 기술의 중요성을 강조했다.
