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영화 <스타트랙>에서 엔터프라이즈호에 타고 있던 승무원들은, 공중전화 부스처럼 생긴 장치로 들어간 후 스위치만 눌러 순식간에 그곳에서 외딴 행성의 표면으로 이동한다, 하루 종일 과중한 업무에 시달린 나머지 꼼짝달싹 하기 싫을 때 <스타트랙>에서처럼 눈 깜짝할 순간에 집으로 이동할 수 있는 방법이 있다면 얼마나 좋을까? 과학자들 중에는 여름 한낮의 꾸는 꿈과 같은 이런 장면을 실현시키기 위해 노력하는 과학자들이 있다.
1997년 오스트리아 인스브루크대 연구팀은 광자를 1m 떨어진 곳으로 순간이동 시킨 연구결과를 발표했다. 그러나 이 실험에서는 동일한 광자가 다른 장소에 단 하나만 만들어졌다. 광자를 순간이동만 시켰을 뿐이라는 얘기다. 이것을 과학자들은 ‘텔레포테이션(teleportation)’이라고 부른다. 그런데 최근 물리학자들이 현실 세계의 순간이동 장치를 개발하는 데 한 걸음 더 다가섰다. 샘 브라운스타인 박사와 아키라 후루사와 박사가 이끄는 국제공동연구팀이 레이저빔을 한 번에 두 장소로 순간이동 시키는 데 성공했는데, 이전의 실험과는 달리 레이저빔을 ‘복제’까지 해냈다는 데 의의가 있다. ‘원격(tele)’ 순간이동과 ‘복제(cloning)’가 함께 일어난 것과 같다는 뜻에서 물리학자들은 이를 텔레포테이션과 구별해 ‘텔레클로닝(telecloning)’이라고 부른다.
국제공동연구팀의 실험은 이렇다. 레이저빔은 수많은 빛알갱이(광자)로 이뤄져 있다. 레이저빔을 순간이동 시키기 위해서는 우선 레이저빔을 낱낱이 분해한 다음, 얼마나 많은 광자로 구성돼 있는지, 각 광자가 어느 위치에 존재하는지, 광자들 간에 어떤 화학작용이 있는지 등 여러 정보를 추출한다. 이 정보를 케이블을 통해 원하는 장소로 전송한다. 정보를 받은 곳에서는 이를 바탕으로 광자를 ‘조립’해 원래의 레이저빔과 같은 레이저빔을 만들어낸다. 따라서 동일한 레이저빔이 다른 곳으로 순간이동 한 셈이 된다. 국제공동연구팀은 원래의 것과 동일한 레이저빔을 1m 떨어져 있는 두 곳에 각각 동시에 만들어 낸 것이다.
텔레포테이션은 지금도 양자컴퓨터 연구에 활발히 응용되고 있다. 전문가들은 미세한 입자에 대한 수많은 정보를 순식간에 전송하는 원리를 이용하면 기존 슈퍼컴퓨터보다 속도가 몇 배나 빠른 양자컴퓨터를 개발할 수 있을 것이라고 말하고 있다. 한편 텔레클로닝 기술은 두 가지 조건이 필요하다. 정보를 받는 곳에 레이저빔을 조립할 ‘원재료’인 광자가 반드시 있어야 한다. 또 정보를 전송하고 광자를 조립하는 과정이 빛의 속도에 가까울 만큼 빠르게 이뤄져야 한다. 브라운스타인 박사는 현재 기술로는 2km까지 순간이동이 가능하다고 말하고 있고, 인공위성에서 10만 km 이상 떨어져 있는 곳까지 순간이동을 실험할 계획을 세우고 있다고 한다.
그러면 영화에서 보는 것처럼 사람의 순간이동이 가능할까? 영화 <더 플라이>에서는 주인공인 과학자가 순간 이동 장치를 개발해 낸다. 주인공은 물체를 이루고 있는 원자들에 관한 정보를 모두 저장한 후, 초고속으로 원하는 장소까지 전송한다. 정보는 물질과는 달리 빠른 속도로 전송이 가능하지만, 정보만으로 물질을 복원할 수 없기 때문에 물체는 원자 단위로 잘게 쪼개서 전송해야 한다. 이렇게 전송된 정보와 원자 단위의 재료를 이용해서 순식간에 원래 물체를 재구성하면 순간 이동에 성공하는 것이다. 사람을 구성하고 있는 원자는 1028개나 된다, 그 원자를 분해하고 결합하는 데는 어마어마한 에너지가 필요할 것이고, 그것에 관한 정보 또한 저장과 전송이 불가능하다. 따라서 사람의 순간이동은 말이 쉽지 지금으로서는 실현이 불가능해 보인다.
-임소형 <꿈만 아닌 순간이동의 과학>에서
