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울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 조범석 교수팀이 레이저장의 영향 아래서 비극성 분자(전하 분포가 균일해 극성을 띠지 않는 분자)의 '회전 양자 상태'가 다르면 운동궤적도 달라진다는 것을 발견함.

야구공 구종에 따라 공기와 상호 작용하는 정도가 다르듯이 분자도 '회전 양자 상태'에 따라 '분자가 정렬되는 정도'가 달라지면서 궤적이 변함. 이를 역으로 이용하면 양자 상태별로 분자를 분리하는 기술 등에 응용할 수 있음.

UNIST 연구진에 따르면 분자는 레이저장이 없으면 각각의 ‘회전 양자 상태’에 따라 자유롭게 회전하나 자유롭게 회전하던 분자들이 레이저장(laser field)과 상호작용하면 변화가 생김을 밝힘.

레이저장이 존재하면 비극성 분자도 유도된 극성을 갖게 되고, 그 정도는 회전 양자 상태에 따라 달라짐. 유도된 극성을 가지는 분자는 특정한 방향(레이저장의 편광 방향)으로 정렬되며, 동시에 레이저장과 상호 작용해 분자의 병진 운동(앞으로 이동하는 운동)의 변화가 생김.

연구팀은 '회전양자 상태에 따라 달라지는 분자정렬' 효과를 고려 분자의 운동궤적 변화를 정확히 설명함.

본 연구 성과는 ‘Science Advances’ 지에 게재됨.