막힘현상 연구결과 세계언론과 학계 주목
2001-01-12 경상일보
여러개의 물체가 모여서 통로를 막는 물리현상을 일컫는 "막힘현상(jamming)"에 대한 부산대 박혁규(물리학)교수 연구팀의 연구논문이 세계 언론과 학계의 주목을 받고 있다. 지난 9일 미국 뉴욕타임즈는 지난 1일 세계적 권위를 자랑하는 "피지컬 리뷰 레터(Physical Review letters)"에 게재된 "이차원 홈통에서 일어나는 알갱이들의 흐름에서의 막힘"이라는 논문에 대해 "사람들의 실제생활에 큰 변화를 가져다 줄 수있는 획기적 연구결과"라며 극찬을 아끼지 않았다. 이 논문의 주인공은 미국 피츠버그대 박사과정을 같이한 박 교수와 대만 국립중앙대 픽인라이(Pik Yin Lai) 교수, 대만 아카데미 아시니카 기윙토 (Kiwing To)박사 등 3명. 지난 99년 여름 박 교수가 기윙토 교수의 연구실을 방문, 막힘현상에 대한 실험을 제안했고 박 교구와 기윙토 교수의 연구가 흥미롭게 진행되자 뒤이어 픽인라이교수가합류했던 것. 곡물저장용 사일로(silo)에서 갈대기 모양의 홈통을 통해 알갱이들이 빠져나올때 홈통끝에서 막혀 알갱이들이 더 이상 빠져나오지 못하는 막힘혐상은 전세계 농민들이애를 먹고 있는 문제로, 홈통을 두들기는 원시적인 방법이외에는 해결책이 없다. 막힘현상과 관련해 현재까지 알려진 것은 홈통끝에 여러개의 알갱이가 아치(arch)모양으로 튼튼한 구조를 만들어 다른 알갱이들이 흐르지 못하게해 홈통을 막아버린다는 정도로 어떻게, 어떤 경우에, 어떤 확률로 아치가 구성되는지에 대해 아직학자들은 구체적인 연구결과를 내놓지 못하고 있다. 많은 과학자들이 막힘현상에 대한 연구에 착수했지만 어떤 방법으로 모델을 세워야될지를 몰라 연구에 제자리를 걸음을 하고 있는 사이 박 교수팀은 실험과 이론을 통해 막힘현상을 세계 최초로 설명해낸 것이다. 박 교수팀은 홈통이 3차원구조이지만 문제를 간단히 하기위해 이차원 구조에서 막힘현상을 실험했다. 지름 5㎜, 폭 3㎜의 수많은 스테인리스 스틸원반을 두개의 평평한 판에 배열한뒤 판을 기울일때 좁은 부분에서 발생하는 막힘현상을 수천번 비디오로 촬영한 결과 거의 모든 막힘현상이 5개 정도의 원반이 만드는 아치에 의해 일어나며 이 결과를 하나의 이론으로 완성한 것. 뉴욕타임즈에 따르면 박 교수팀의 연구결과에 대해 유명 물리학자인 미국 미네소타대 카칼리오스(Kaklios)교수는 "초고온전도체나 끈이론보다도 더 보통사람들의 생활에 영향을 미칠 수 있는 연구결과"라고 지적했고 미국 시카고대 코퍼스미스(Coppersmith) 박사는 충격적인 결과라고 격찬한 것으로 전해졌다. 또 미 시카고대의 네이글(Nagel)교수와 UCLA의 류(Liu)교수는 "막힘현상에 대한 박 교수팀의 설명은 농업뿐만아니라 고속도로에서 차가 막히는 현상, 컨베이어 벨트위에서 물건을 수송할 때의 문제, 면도용 비누거품이 유체로 이루어져 있지만 안정하게 형태를 유지하는 등의 여러가지 현상을 설명하는데 도움을 줄 것"이라고 말한 것으로 전해졌다. "