영국 임페리얼 칼리지 소속 물리학자들은 네이처 자매지 ‘네이처 포토닉스’ 18일자(현지시각) 온라인판에 게재된 논문을 통해 고출력 레이저 광선을 이용하면 양자·전자 등 아원자 형태 물질을 만들 수 있다고 주장했다.

실험을 위해서는 우선 금으로 된 판에 전자를 발사해 고출력 광자 빔을 얻고, 역시 금으로 만든 작은 캡슐 공간에서 고출력 레이저를 발사해 태양이나 별 수준의 매우 밝은 빛을 만든다. 생성된 광자 빔을 이 공간에 보내면 두 광자 흐름이 충돌하면서 10만개 가량의 전자·양전자 조합이 나온다는 얘기다.

이처럼 빛에서 물질을 생성할 수 있다는 이론은 80년 전인 1934년 미국 물리학자 그레고리 브라이트와 존 휠러에 의해 제기된 바 있다. 당시에는 이들조차 이런 현상이 극히 드물다며 실험으로 재현은 불가능하다고 생각했다.

빛이 입자가 될 수 있다는 주장은 1905년 아인슈타인의 이론에서 출발했다. 물질과 빛의 상호 작용에 관한 이론은 이후 여러 차례 나왔지만 실험에서 입증된 적은 한번도 없다. 이번 실험이 성공하면 이 이론의 마지막 퍼즐이 맞춰지는 셈이다. 우주 탄생 초기 100초 가장 큰 폭발의 비밀을 푸는 시초라는 평가다.

연구를 주도한 올리버 파이크 박사는 “이 과정은 아인슈타인의 유명한 E=mc2공식을 입증하는 가장 단순하면서도 깔끔한 방법”이라고 말했다.

연구진의 목표는 1년 내 실제 실험을 성공시키는 것이다. 이들은 기존 설비를 이용해 실험을 진행할 수 있다고 밝혔다. 미국 뉴욕의 오메가 레이저, 영국 올더매스턴 핵무기 연구소의 오리온 레이저 등이 이들 실험에 필요한 시설로 꼽힌다.