시계에 많은 열을 가할수록 정확성이 높아진다.

 뜨거운 커피가 든 컵을 탁자 위에 두면 커피가 차츰 식는 현상은 평소에 자주 경험한다. 반대로 찬 커피가 저절로 뜨거워지는 일은 결코 일어나지 않는다. 물리학의 기본 법칙에 의하면, 이 현상은 시간적으로 과거로 거슬러 올라갈 수 없는 불가역 현상으로 알려져 있다. 왜냐하면 어떤 현상이든 시간의 흐름과 더불어 회수 불가능한 에너지가 반드시 달아나기 때문이라는 것이다.

현대 사회에서는 전파시계부터 원자시계에 이르기까지 정확도 높은 시계가 여러 분야에서 이용되며 반드시 필요한 존재가 되었다. 최근 연구에 따르면 시계의 정확성도 물리의 기본 법칙에 따른다는 사실이 알려져 있다. 

영국 옥스퍼드 대학의 피어슨(A. Pearson) 박사팀은 기계식 시계에 열을 가해 그 열량과 시계의 정확성 사이의 관계를 조사하고, 열량이 클수록 정확성이 향상되는 점을 알아냈다. 박사팀은 두께 50nm(나노미터 : 1nm는 10 억분의 1m)의 알루미늄 박막에 열을 가해 진동시키는 진동자를 제작했다. 

이 진동자의 진동이 시계의 바늘에 해당한다. 진동의 정확성을 향상시키려면 더 큰 에너지의 산일(散逸: 흩어져서 일부가 사라짐)이 필요하다는 점이 알려졌다. 박사팀은 이번 성과가 시간의 흐름은 왜 일방통행인가라는 물리학의 기본 명제를 푸는 계기가 될 수도 있다고 말했다.

이 내용은 Physical Review X. 2012년 5월 6일에 게재되었다.

출처: 뉴턴 2021.08