1928년물리학
라만 효과 — 빛이 물질의 지문을 드러내다
C. V. 라만이 단색광이 분자와 비탄성 충돌할 때 산란 빛의 진동수가 변하는 현상을 발견했다. 이 진동수 변화는 분자의 고유 진동 에너지를 반영해 물질 동정(同定)의 강력한 비파괴 도구가 됐다.
“인도 과학자가 빛 한 줄기로 분자의 지문을 찍는 법을 발견했다.”
이야기의 시작
순수한 빛이 액체를 통과하면 미세하게 색이 달라진다 — 그 비밀은 분자의 진동 속에 있었다.
발견 전
레일리 산란으로 하늘이 파란 이유는 알았지만, 소수의 광자가 다른 진동수로 산란된다는 비탄성 산란은 이론적으로만 예측됐다.
질문
분자에 부딪힌 광자가 에너지를 잃거나 얻으면 그 차이로 분자 구조를 알 수 있을까?
발견
라만은 1928년 단색광을 액체에 쬐어 입사광과 다른 진동수의 산란광을 분광기로 검출했다. 그 진동수 이동이 분자의 고유 진동 모드와 정확히 일치했다.
당시 반응
2주 만에 16개 연구실이 재현에 성공했다. 빛으로 분자 구조를 비파괴 분석할 방법이 생겼다.
세상이 바뀐 점
라만 분광법은 화학·제약·보석·문화재 분석의 필수 도구가 됐다. 화학물질을 파괴하지 않고도 성분을 파악할 수 있다.
오늘날
휴대용 라만 분광기가 공항 보안·마약 검사·식품 위조 판별에 쓰이고, NASA 화성 탐사 로버(SHERLOC·SuperCam)에도 탑재됐다.