[이슈] 34년의 탐색끝에 물의 제2고압임계점 확인

스톡홀름대학교 연구진은 한국의 X선 레이저를 이용하여 섭씨 약 -63도에서 오랫동안 가설로만 제기되었던 과냉각 물의 임계점을 발견했습니다.

•　스톡홀름대학교 연구진은 목요일 Science지에 과냉각 물의 제2임계점을 확인하는 직접적인 실험 증거를 발표했습니다.
•　연구팀은 한국 포항가속기연구소의 초단파 X선 펄스를 사용하여 물이 얼음으로 얼기 전에 이를 관찰했습니다.
•　1992년 처음 가설로 제기된 이 임계점은 물의 밀도 최댓값과 비정상적인 압축성과 같은 독특한 특성들을 설명해줍니다

https://phys.org/news/2026-03-ray-lasers-enable-discovery-critical.html

실험 방법: “금지 구역” 돌파
물은 약 영하 38℃ 이하에서 수 나노초 내에 결정화되기 때문에 임계점이 위치한 영역은 사실상 실험 접근이 불가능한 **“노 맨스 랜드(No Man’s Land)”**로 불려 왔습니다.  연구팀은 적외선 초고속 레이저 펄스로 고밀도·저밀도 비정질 얼음을 순간적으로 가열한 뒤, 포항가속기연구소(PAL)의 X선 산란으로 결빙 전 액체 상태를 포착하는 방식으로 이 장벽을 극복했습니다.

물의 이상 성질과의 연결
이 임계점은 우리가 일상에서 경험하는 물의 여러 이상한 성질들을 설명하는 핵심 열쇠로 주목받습니다. 임계점 부근에서 HDL과 LDL 간의 밀도 요동이 상온에서도 지속적으로 영향을 미치며, 이것이 4℃에서의 밀도 최대, 비정상적으로 높은 비열과 압축률 등 물의 독특한 물리화학적 성질을 만들어낸다는 것이 연구팀의 설명입니다.  닐슨 교수는 “이번 발견이 물리·화학·생물·지질·기후 관련 과정에서 물의 중요성에 어떤 함의를 갖는지 탐구하는 다음 단계로 나아갈 수 있게 됐다”고 밝혔습니다

포항공과대 연구팀의 최근 발견처럼, 물의 이상한 성질들은 단순히 별개의 현상이 아니라 HDL<->LDL 밀도 요동이라는 하나의 통합된 메커니즘으로 설명될 가능성이 열리고 있어, 기후 과학·생명과학·지질학 전반에 걸쳐 새로운 연구 지평이 기대됩니다