프랑스과학연구센터(CNRS)의 자크 벤베니스트 연구에 대한 견해

Jacques 벤벤느의 연구에 대한 CNRS의 견해

자신의 사망 후 6개월이 지난 지금, CNRS가 J. 벤벤느의 연구에 대해 내린 평가

2005년 3월 8일

서문:

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[몬타니에의 인터뷰 음성 파일, 2010년 5월](../../AUDIOS/LE SEPT NEUF DU DIMANCHE 02.05.2010_benveniste.mp3)

2010년 5월 10일.

한 독자가 제게, 노벨상 수상자인 루크 몬타니에가 사망한 친구 자크 벤벤느를 찬양하는 방송 프로그램의 일부를 보내주었습니다.

2007년 루가노에서 노벨 의학상 수상자인 루크 몬타니에 교수는 결코 부드럽게 말하지 않고, 자크 벤벤느가 시대를 앞서가는 위대한 선구자였으며, 그의 통찰력이 언젠가 인정받을 것이라고 단언했습니다.

저는 자크가 INSERM 클라마르 지사에서 200제곱미터의 실험실을 빼앗긴 시절을 기억합니다. 이로 인해 자크는 결국 알제코(Algeco)라는 철거 가능한 건물에 다시 정착해야 했습니다. 정말 끔찍한 일입니다.

저는 자크에게 여러 번 말했습니다. "그만두어, 네가 그곳에서 죽을 거야!" 그러나 그는 끝까지 붙들었고, 마지막 숨을 쉬기 전까지, 마음이 찢어지도록 끝까지 버텼습니다.

제 연구 경력도 비슷한 양상을 보였고, 제가 살아남은 것은 지속적인 포기의 연속이었기 때문입니다. 1972년 MHD 연구를 포기했고(1967년 마르세유 유체역학연구소에 제 연구실을 옮겼지만, 그곳에서 떠나야 했습니다), 1983년 정보기술 연구를 포기했습니다(프로방스 대학교 정보기술부 부서장이었습니다). 문학과 수학 교육도 포기했고(1979년 '공간의 역전'에 대한 논문을 'Pour la Science'에 발표), 19751986년 MHD 연구로 복귀했으며, 1990년 만화 출판을 포기했습니다. 2000년대 초반에는 이집트학 연구를 빠르게 접었고, 현재는 천체물리학, 우주론, 수학물리학 분야에서 거의 포기하거나 심각한 중단 상태입니다(19852008).

현재는 '지식의 경계 없음' 프로젝트를 통해 다시 활동을 시작했고, 책과 만화의 재출판도 진행 중입니다. MHD와 외계인 현상 연구 분야에서도 거의 포기 상태에 가까운 활동을 하고 있습니다. 아래는 2010년 5월 기준 로셰포르에서 조립 중인 MHD 벤치 사진입니다:

이건 자크가 INSERM 정원에 있던 알제코 건물의 스타일과 비슷합니다. 다만 제가 직접 관리하는 것이 아니라, 40대의 용감한 기술자가 맡고 있습니다. 반디드 박사처럼 저는 내 가구를 태우지 않을 것입니다.

프랑스 최첨단 MHD, 비평형 상태의 MHD, 즉 '이온 온도가 다른 플라즈마' 연구는 국제학회에서(빌니우스 2008, 브레멘 2009) 세계적 수준의 성과를 내고 있습니다. 바로 이 연구입니다!

하지만 이것이 웃기지 않다면, 정말 슬픈 일입니다.

물리학의 해를 맞아 CNRS의 'Courrier' 잡지는 과학 분야에서 해결되지 않은 10가지 문제를 소개하는 특집을 발행했습니다. 그 중 하나는 물의 구조에 관한 것입니다. 아래는 해당 기사의 복제본입니다.

| 현재 물리학자들은 이 결합이 끊임없이 생성되고 파괴됨을 관찰했습니다. 각 결합은 평균 10^-21초 정도만 지속되며, 많은 결합이 형성되지만, 세 원자가 완벽하게 정렬되어야만 결합이 생깁니다. 그러나 모든 액체 중에서 물만이 이 세 가지 특성을 동시에 갖추고 있습니다. 아마도 이것이 물의 연구자들이 언급하는 유명한 이상 현상들을 설명하는 데 기여하고 있을 것입니다. 한편, 물은 상온에서 기체가 아니며, 수소 결합이 충분히 강하기 때문입니다. 따라서 물은 매우 높은 응집력을 지닙니다. 그 결과, 이 결합을 끊기 위해 많은 에너지가 필요하므로, 끓는점이 100도에 이릅니다. 반면, 상온에서 고체도 아니며, 수소 결합이 여전히 취약하기 때문입니다. |
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-130도 근처에서 또 다른 흥미로운 현상이 나타납니다. 만약 물이 충분히 빠르게 이 온도까지 냉각되면, 비정질 얼음으로 변합니다. 즉, 유리와 같은 구조를 갖게 됩니다(16쪽 참조). 연구자들은 이렇게 말합니다. "우리는 -40도에서 -130도 사이의 물의 구조에 대해 아무것도 모릅니다." 조제 테이셰이라는 유머를 섞어 이 구역을 '미지의 땅'이라고 부릅니다. 1984년, 물리학자 미시마, 캘버트, 홀리는 매우 낮은 온도에서 일반 얼음을 압축하여, 첫 번째보다 더 밀도가 높은 두 번째 비정질 얼음을 발견했습니다. 이 결과는 오래된 아이디어를 다시 불러일으켰습니다. 실제로 1892년 룬트겐은 물이 액체와 얼음의 혼합물이라고 주장했습니다. 오늘날 일부 연구자들은 두 종류의 비정질 얼음을 발견한 것이 희망적인 신호라고 보고 있습니다. 즉, 저온에서는 물이 낮은 밀도와 높은 밀도의 두 액체의 혼합물일 수 있다는 것입니다. 그러나 이 아이디어에 대해 조제 테이셰이라는 여전히 회의적입니다. 그는 여전히 수소 결합이 원인이라고 제안합니다. 그런데 '미지의 땅'은 측정이 불가능한 상태이므로, 어떻게 판단할 수 있을까요? 해결책은 '공진화 실험'을 개선하는 것입니다. 이 실험은 상온에서 진행되며, '음압'이라고 불리는 압력 조건을 사용합니다.

조제 테이셰이라는, 물을 진정으로 이해하려면 수소 결합의 역학에 대해 더 깊이 이해해야 한다고 말합니다. 베르나르 카바네 역시 같은 방향으로 말합니다. "물의 행동을 현실적이고 예측 가능한 모델로 만들기 위해 우리가 여전히 부족한 정보가 많습니다. 분자 간 결합의 성질을 알고 있지만, 고립된 분자가 단지 주변 이웃과만 상호작용하는 것이 아니라 다른 분자들과도 어떻게 상호작용하는지를 모른다면, 그 모델은 제대로 작동하지 않습니다." 그리고 현재의 수치 시뮬레이션 결과는 그의 말에 일치합니다. 실제로 물의 세 가지 주요 특이 현상을 설명하려고 해도, 대부분의 모델은 하나 또는 두 가지만 재현할 뿐, 세 가지를 동시에 재현하는 것은 불가능합니다. 수소 결합: 이 결합은 동일하거나 다른 분자 사이에 형성됩니다. 수소 원자가 전하가 부족한 상태에서 결합이 생깁니다. 그러나 물리학자들은 이 신비를 풀기 위해 다양한 아이디어를 갖고 있습니다. 이를 위해 그들은 차가운 상태에서의 구조를 연구합니다. "수소 결합은 0도 이하에서 더 안정적입니다." 조제 테이셰이라는 말합니다. "따라서 물이 -40도까지 어떻게 변화하는지 관찰하면, 액체 상태의 물을 더 잘 이해할 수 있습니다." -40도까지 액체 상태일 수 있나요? 네, 단지 불순물이 완전히 제거된 경우에만 가능합니다. 그렇지 않으면 즉시 결정화됩니다. 과학자들은 이를 '과냉각'이라고 부릅니다(상태도 참조). 이 현상은 톨루엔, 갈륨, 녹은 실리카 등 다른 액체에서도 관찰됩니다. "현재까지의 최고 기록은 -42도입니다. 대기 중 일부 구름에 존재하는 과냉각 물보다는 조금 나은 수준입니다." 엔스 통계물리학 연구소의 프레데릭 코팽은 말합니다. -40도 이하에서는, 물 분자들의 열적 진동만으로도 액체가 얼음으로 변하게 됩니다. 이 온도를 넘어서면 액체 상태의 물은 매우 짧은 시간만 지속됩니다. 물리학자들은 더 이상 이를 관찰할 수 없습니다.

| E | lles

물의 주요 특이 현상 세 가지는 다음과 같습니다.

• 매우 강한 응집력으로 인해 융점과 끓는점이 높습니다.

• 높은 유전율로 인해 모든 염류를 용해할 수 있습니다.

물의 비밀을 풀기 위해 물리학자들은 공진화 실험(여기서는 수력터널에서 수행됨)에 기대고 있으며, 여기서 물의 증기 방울이 나타납니다.

• 낮은 온도(4도 이하)에서 큰 팽창과 결정화 시에도 마찬가지입니다.

과냉각된 물처럼, 과열된 물도 존재합니다. 즉, 100도 이상에서도 액체 상태인 것입니다. 폭발적인 기포의 형성은 공진화라고 부릅니다. 압력이 떨어지는 것은 물을 가열하는 것과 같습니다. 연구자들은 물을 늘려(음압이라고 말함) 첫 번째 증기 방울이 나타날 때까지 관찰합니다.

줄리앙 부르데

연락처

베르나르 카바네: bcabane @ pmmh.espci.fr
프레데릭 코팽: caupin @ lps.ens.fr
조제 테이셰이라: teix@ Ilb.saclay.ceafr

물의 주요 특이 현상 세 가지는 다음과 같습니다.

• 매우 강한 응집력으로 인해 융점과 끓는점이 높습니다.

• 높은 유전율로 인해 모든 염류를 용해할 수 있습니다.

물의 비밀을 풀기 위해 물리학자들은 공진화 실험(여기서는 수력터널에서 수행됨)에 기대고 있으며, 여기서 물의 증기 방울이 나타납니다.

물의 주요 특이 현상 세 가지는 다음과 같습니다.

• 매우 강한 응집력으로 인해 융점과 끓는점이 높습니다.

• 높은 유전율로 인해 모든 염류를 용해할 수 있습니다.

물의 비밀을 풀기 위해 물리학자들은 공진화 실험(여기서는 수력터널에서 수행됨)에 기대고 있으며, 여기서 물의 증기 방울이 나타납니다.

CNRS가 장 피에르 페티의 연구에 대해 내린 평가로 이동

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